Co to je impuls brzdící reakční síly?
Impuls brzdící reakční síly je fyzikální veličina, která popisuje časový účinek brzdící síly působící na těleso (běžce), a tím i změnu jeho hybnosti. Jednoduše řečeno, udává, jak moc brzdící síla ovlivní pohyb tělesa v určitém časovém intervalu.
Význam a souvislosti:
-
Změna hybnosti: Impuls síly je roven změně hybnosti tělesa (běžce). Hybnost (p) se vypočítá jako součin hmotnosti tělesa (m) a jeho rychlosti (v): p = m * v. Změna hybnosti (Δp) je pak rozdíl hybností na konci a na začátku uvažovaného časového intervalu. Platí tedy:
I = Δp = m * Δv = m * (v₂ - v₁)
kde v₁ je počáteční rychlost a v₂ je konečná rychlost.
-
Brzdění a nárazy: V kontextu brzdění se impuls brzdící reakční síly uplatňuje například při zpomalování - brzdění běžce, kdy běžec vyvíjejí brzdící sílu po určitou dobu, čímž se snižuje jeho hybnost třeba až do úplného zastavení. Podobně se uplatňuje i při nárazech, kdy nárazová síla působí po velmi krátkou dobu, ale i tak může způsobit značnou změnu hybnosti a potenciálně i poškození.
-
Prodloužení brzdné doby: Z výše uvedených vztahů je zřejmé, že stejné změny hybnosti lze dosáhnout buď velkou brzdící silou působící krátkou dobu, nebo menší brzdící silou působící delší dobu. V praxi se často snažíme prodloužit brzdnou dobu, abychom snížili brzdící sílu a tím i zmenšili riziko poškození.
Příklady:
- Brzdění - zpomalování běžce: Při prudkém brzdění působí velká brzdící síla po krátkou dobu, impuls brzdící reakční síly je velký a běžec se rychle zastaví. Při pozvolném brzdění (např. seběhy) působí menší brzdící síla po delší dobu, impuls brzdící reakční síly je stejný (pokud se běžec zastaví ze stejné rychlosti), ale síla je menší.
- Dopad (došlap) na patu, respektive na naplou nohu v koleni a na nohu s mírným pokrčením v koleni: Pokrčení kolene "prodlužuje" dobu dopadu, čímž se snižuje dopadová síla působící na běžce a jeho pohybový aparát. Impuls síly (a tedy i změna hybnosti) je stejný, ale rozloží se do delšího časového úseku.
Shrnutí:
Impuls brzdící reakční síly je důležitý koncept pro pochopení účinků brzdění a nárazů. Ukazuje, že nejen velikost síly, ale i doba jejího působení hraje klíčovou roli při změně hybnosti tělesa. Snaha o prodloužení brzdné/nárazové doby je klíčová pro minimalizaci rizik zranění spojených s těmito jevy.
