Упражнение для широчайших. Как накачать крылья.
Всем привет! Сейчас мы рассмотрим основные упражнения, посвященные самым большим мышцам, расположенным на спине, так называемым “крыльям”, они же – широчайшие.
Большинство упражнений для этих мышц – многосуставные и считаются базовыми, так как в выполнении участвуют другие мышцы, и не одна или две, а все мышцы спины, а также, мышцы рук, плеч и даже пресса. Поэтому в одну тренировку, обычно ставят не более двух упражнений для широчайших мышц. Количество повторений на упражнения средние, 8-10.
В этот раз я расскажу только об основных упражнениях. Вариантов выполнения много, каждый из них в чем-то лучше, в чем-то – нет. Когда дело касается мышц спины – то на каждое упражнение существует несколько техник – разные хваты по ширине, прямые, обратные, диагональные выполнения, различная амплитуда движений. Например, при подтягивании работает бицепс, и логично ставить в тренировку подтягивания рядом с подъемом штанги на бицепс.
А еще лучше подтягивания при этом выполнять обратным хватом, при котором на бицепс увеличивается нагрузка, а на плечи уменьшается.
Поэтому разные нюансы и варианты будут в отдельных заметках, а тут – классика, без которой никуда. Приступим.
ПОДТЯГИВАНИЯ
Базовое упражнение. Очень эффективно при наборе массы, так как задействует почти все мышечные группы верха тела. Но, довольно ограниченное, и я объясню почему. Если вы только начали заниматься бодибилдингом и набирать мышечную массу, скорее всего, ваш собственный вес будет слишком тяжелым для выполнения этой тяги. Когда же вы сможете свободно работать, есть два варианта – либо навесить с помощью пояса на себя отягощение, либо прибегать к тяге верхнего блока. Я рекомендую пояс с блинами.
Выполнение. Возьмитесь руками за перекладину, хват немного шире плеч. Сгибайте руки в локтях, подтягивая грудную клетку к уровню кистей, при этом голову отводите назад, а лопатки сводите.
Старайтесь не раскачиваться, ноги при этом можно сцепить в замок. Выдох при подъеме, вдох при опускании.
Варианты: узкий, широкий, обратный, параллельный хваты, и, диагональное выполнение со смещением нагрузки на одну сторону, тяга за голову, частичные подтягивания.
ТЯГА ВЕРХНЕГО БЛОКА К ГРУДИ
Аналог подтягиваний. Тяга верхнего блока наиболее полезна в начале работы с железом, когда подтягивания слишком тяжело даются, и для большей изоляции. Использование тренажера позволяет установить индивидуальный рабочий вес и когда вы сможете 4 подхода по 6 повторов подтянуть свой вес, можно переходить на подтягивания. В предыдущем упражнении я порекомендовал пояс, вместо блока, это в связи с изоляцией работы мышц. На тренажере меньше включены в работу мышцы стабилизаторы. Это и плохо, и хорошо. Хорошо при проработке рельефа широчайших, а плохо при наборе массы.
Так что, учтите этот момент, и разумно делайте выбор, на каком этапе, с чем работать.
Выполнение. Сядьте на тренажер ровно, зафиксировав при этом ноги в коленях. Движения аналогичны подтягиваниям, но за счет неподвижности тела, при тяге на себя – прогибайте спину в пояснице и отводите верх корпуса вместе с головой назад.
Варианты: узкий, широкий, обратный, параллельный хваты, тяга за голову.
ТЯГА ШТАНГИ В НАКЛОНЕ
Последующие четыре упражнения похожи. Если в предыдущих двух мы тянем что-то сверху, то в этих будем тянуть снизу (горизонтальный блок – тоже аналог). Тяга штанги стоя в наклоне – очень хорошее упражнение для мышц спины, и вот чем: при его выполнении мы частично создаем статическую нагрузку (держим наклон). В работу включается главный оберег нашего позвоночника, мышца-разгибатель. Так же под статическую нагрузку попадают ноги.
При выполнении работают буквально все мышцы спины и частично, плечи и руки. В общем, я бы назвал это упражнение самым мощным и крутым для крыльев и для набора массы в целом.
Выполнение. Стоим, склонивши корпус вперед, штанга на не полностью вытянутых руках. Ноги немного согнуты в коленях, для удобства. Поясница прогнута, наклон максимально к 90 градусам. Поднимаем локти и, сводя лопатки, тянем штангу к низу живота, корпус при этом немного поднимается. Выдох, как обычно, на усилии.
Варианты: прямой широкий, узкий обратный, параллельный хваты (трэп штанга).
ТЯГА Т ГРИФА
Аналог тяги штанги, только в этом упражнении акцент нагрузки с плеч немного смещен на бицепсы. Тут уже кому что важнее – бицуха или плечи. Я бы выбрал широкие плечи вместо толстого бицепса, хотя со временем у вас будет и то, и то, так что чередуйте, друзья.
Выполнение. Аналогично тяге штанги в наклоне, разница лишь в хвате – он может быть прямым и параллельным.
Варианты: на блоке, фиксируя корпус и просто стоя.
ТЯГА ГОРИЗОНТАЛЬНОГО БЛОКА
Аналог тяги в наклоне, только с использованием тренажера. Меньше задействованы мышцы-стабилизаторы, но и меньше риск получить травму позвоночника. Неплохая замена тяг в наклоне, но особого смысла, кроме, конечно, удобства, в горизонтальном блоке, я не вижу. Если выбирать между свободным отягощением и тренажером, всегда в приоритете должны быть штанга и гантель.
Выполнение. Садимся, упираем ноги, фиксируя их в коленях. При тяге на себя отводим корпус назад, прогибая поясницу, при обратном движении – немного горбим спину, чтобы больше растянуть мышцы спины.
Варианты: узкий, широкий, обратный, параллельный хваты, и, с неподвижной спиной.
ТЯГА ГАНТЕЛИ В НАКЛОНЕ
В этом упражнении больше изоляции, чем в других и оно не считается базовым. Эффективно при проработке рельефа и для забивания широчайших кровью после выполнения одного из многосуставных упражнений, либо при использовании суперсетов. Ноги отдыхают, позвоночник тоже. Увеличенная, по сравнению с тягами двух рук, амплитуда движения.
Выполнение. Упираемся коленом левой ноги и левой рукой в поверхность (скамью), правая рука держит гантель, правая нога немного согнута (настолько, чтобы было удобно). Поднимаем локоть вверх и тянем правую лопатку к позвоночнику. Рука при движении вверх немного отводится назад. Аналогично с левой рукой, и меняем ногу упора.
Варианты: без упора колена (то есть одна нога согнута, вторая отведена, а упор только на руку).
youtube.com/embed/3rP8B5cvB6Q» allowfullscreen=»allowfullscreen»/>
Во всех упражнениях кроме широчайших мышц, также работают: бицепс, дельтовидные мышцы, все мышцы спины.
Теперь несколько общих замечаний, которые касаются всех упражнений для широчайших мышц.
1. Самое главное – старайтесь чувствовать, что работаете спиной. Не стоит акцентировать нагрузку на вспомогательных мышцах, включайте их в работу минимально. Даже если движение будет не с такой большой амплитудой, как бы вы хотели, все равно – работаем спиной, а не бицепсами и плечами.
2. Далее – если есть возможность, чередуйте различные варианты, но не на одной тренировке, а раз в неделю меняйте хват, например. Разнообразие будет не давать мышцам привыкать к нагрузкам, а также способствовать более равномерной нагрузке мышц.
3. Все эти упражнения (кроме тяги гантели) ставим в начало тренировки. Если в программе есть упражнения на ноги, то сразу после них, но не в конце занятия.
По главным упражнениям для широчайших мышц спины, у меня все.
В отдельном материале я напишу о том, какие варианты выполнений ставить по соседству с упражнениями на другие группы мышц, для большей эффективности. Совет: начните прокачку широчайших с тяги верхнего блока, потом переходите к подтягиваниям, а потом уже все остальное. Массы и крыльев вам, друзья!
Фил
Тяга нижнего блока к поясу стоя в наклоне пронированным хватом
Тяга нижнего блока к поясу стоя в наклоне пронированным хватом
Это базовое упражнение по своей технике напоминает тягу штанги в наклоне для развития всего массива мышц середины и верха спины.
Целевые мышцы : Спина
Оборудование : тяга блоков
1. Стартовое положение: лицом к тренажору, корпус наклонен вперед (до угла 30 градусов с полом), а поясница слегка прогнута и напряжена. Ноги стоят на ширине плеч, слегка согнуты в коленях, а голова смотрит строго вперед. Рукоятка находится на прямых руках перед голенями, хват «сверху», расстояние между ладонями немного шире плеч, что позволит выводить локти выше уровня спины. Локти расположены вдоль корпуса и не разъезжаются, двигаясь только в вертикальном положении во время выполнения упражнения.
3. Подтянув гриф к поясу, делайте выдох и также плавно опускайте рукоятку вниз.
После небольшой паузы можно выполнить следующее повторение.Случайное упражнение
Приседания с безопасным грифом Safety Squat Bar
Есть такое устройство, которое называется «safety squat bar» (иногда ещё его называют «грифом Хэтфильда»), которое может преобразить ваши приседания. Такой гриф снимает с колен и низа спины всю потенциально опасную нагрузку. Вращающий момент удерживает гриф на плечах, а мягкая обивка распределяет вес по плечевому поясу. Читать подробнееРингетт
В 1963 году канадец шотландского происхождения Сэм Джекс представил новый вид спорта, который отличался от привычного хоккея лишь тремя ключевыми моментами: шайбу сменило резиновое кольцо, клюшку — палка, а вместо мужчин этим видом спорта занялись женщины. Читать подробнееПосмотреть все упражнения 3250
Случайная программаПрограмма «Круговая тренировка на рельеф»
Круговая тренировка — один из лучших способов объединения силовой тренировки и упражнений на выносливость.
Программа тренировок предплечья для женщин
Проблемы с руками рано или поздно возникают у всех женщин. Слабые мышцы на руках обвисают, руки, особенно в предплечьях, выглядят дряхлыми и выдают возраст. У полных женщин проблем с руками не меньше: если не делать упражнения для похудения рук, то они «раздуваются» буквально на глазах, делая визуально фигуру еще полнее.
Еще одна проблема женских ручек – различные воспаления суставов, мышечные боли, отеки. Вы можете так и не осознать всю значимость запястья, пока не повредите его. Чтобы избежать подобных проблем, в целях профилактики нужно делать упражнения для пальцев рук, стимулирующие кровообращение. Наращивайте мускулы. Вы можете предупредить возобновление боли в запястье при помощи тренировки мышц предплечий. Предлагаются 5 примерных комплексов упражнений для разного уровня подготовки. Добавив и регулярно выполняя их, вы сделаете свои руки идеально красивыми, сильными и гармонично развитыми. Читать подробнееПосмотреть все программы 291
Все упражнения для спины в домашних условиях и зале
Спина — это задняя часть туловища от шеи и до копчика, можно сказать, что это основание, к которому крепятся все остальные части тела. Каким бы видом спорта вы не занимались, без развитый задней части туловища успеха не добиться. Все мышцы на спине можно разделить на внешние и внутренние.
- Трапеция начинается у основания головы и делится на три части: верхнюю, среднюю и нижнюю. Она относится к внешним мышцам и способна развить внушительные размеры не только у основания шеи, но и между лопаток.
- Средняя часть спины состоит из множества небольших мышц спины и плеч, также сюда входят часть трапеции и верх широчайших. Почти все они являются внутренними и не способны достигнуть большого размера, за исключения ромбовидной, которая находится под нижней трапецией и большой круглой, которая вместе с широчайшей составляют крылья.
- Широчайшие — это самая большая мышца спины и самая необходимая мышца для бодибилдеров. Благодаря ей у вас будет огромная спина формы перевёрнутого треугольника.
- Разгибатели спины проходят слева и справа от позвоночника по всей его длине.
Это очень важные мышцы не только в спорте, но в повседневной жизни. Именно благодаря им мы можем ходить прямо. Качать их необходимо всем и каждому, хоть особого объёма они не дают.
Это очень важные мышцы не только в спорте, но в повседневной жизни. Именно благодаря им мы можем ходить прямо. Качать их необходимо всем и каждому, хоть особого объёма они не дают.Тренировать мышцы спины необходимо тяжело и технично. Для этой большой группы мышц необходимо много нагрузки, но если вы не научитесь чувствовать их во время нагрузки, вы не сможете эффективно тренироваться. Поэтому всегда учите технику и понимайте суть упражнения. Для этого у нас представлены детальные описания большого количества
Как правильно делать тягу верхнего блока (видео)
Тягаверхнего блока построила сотни широкихспин и, пожалуй, нет ни одного зала вмире, где не было бы блочного тренажера.Как выполнять упражнение правильно,видео и вариации тяги верхнего блока –в материале «Советского спорта».
Главные«рабочие» мышцы при тяге верхнего блока– широчайшие мышцы спины. Нагрузкуполучают также большая круглая мышца(находится под лопаткой), задние головкидельтовидных мышц (которые сложнеевсего проработать при тренировке плеч)и бицепс.
Ноименно из-за быстрого прогресса широчайшихмышц – в простонародье, крыльев – тягуверхнего блока так любят включать впрограмму и новички, и профессионалы.Делайте это упражнение регулярно, и выполучите V-образныепропорции торса с узкой талией и широкимиспиной и плечами, четко прорисованные,плотные мышцы спины, и, наконец, простохорошую осанку.
ТЯГАВЕРХНЕГО БЛОКА. ТЕХНИКА ВЫПОЛНЕНИЯСядьтеза блочный тренажер и возьмитесь зарукоять широким хватом. Вытяните ивыпрямите руки над головой. Слегкаотклонитесь назад, выпрямите спину,выпятите вперед грудь. Немного прогнитесьв пояснице.
Чтоделать, чтобы после приседаний не болелиноги
Навдохе начинайте тяните рукоять к груди– до касания рукоятью.
В этом положениизафиксируйтесь на секунду, а затемплавно вернитесь в исходное положение.
Упражнениекажется легким, но новички часто делаютв нем ряд ошибок. Эти ошибки такие:
— слишком сильныенаклоны туловища назад. Избегайтераскачки туловища вперед-назад, когдаделаете тягу верхнего блока к груди.Она делает упражнение неэффективным,широчайшие мышцы спины получают меньшенагрузки. При этом небольшой контролируемыйнаклон назад при выполнении упражнениядопустим и нужен;
— втяге слишком сильно работают руки.Тяните весспиной, а не руками. Представляйте, чторуки – это крючья, которые толькопомогают спине тянуть груз. Концентрируйтесьна работе широчайших, чувствуйте ихсокращение;
— спинапри выполнении тяги округлена. Сохраняйтенебольшой прогиб в пояснице и прямойверх спины. Если округлять спину, можнотравмировать мышцы;
— вседвижения совершаются рывками.Контроль движений – один из главныхсекретов успеха в тяге верхнего блокак груди.
Тяните рукоять вниз плавно,избегайте рывков. Не отпускайте ее,когда возвращаетесь в исходное положение– сохраняйте напряжение широчайшихмышц спины, не лишайте их части нагрузки.
Правильнуютехнику выполнения тяги верхнего блокак груди можно посмотреть на видео
Возможностьсмены хвата и различные виды рукоятейдля верхнего блока помогают проработатьотстающие мышцы.
Самаяпопулярная вариация тяги верхнего блокак груди – тягашироким хватом за голову.По сути, это то же самое упражнение. Ононаправлено на проработку широчайшихмышц спины и хорошо грузит заднюю головкудельтовидных мышц. Однако медицинскиеисследования показывают, что тягашироким хватом за голову более травмоопасна(за отсутствием очевидных преимуществ).Плечевые суставы в этом упражнениинаходятся в неестественном для себяположении, растет риск суставных вывихови воспалений, растяжений прилегающихсвязок.
Правильнуютехнику выполнения тяги верхнего блоказа голову можно посмотреть в этом видео.
Тягаузким обратным хватом – этоупражнение сильнее включает в работубицепсы. Основы правильной техники этойтяги аналогичны классическому варианту:держите спину прямой, не раскачивайтеськорпусом.
Правильнаятехника тяги обратным хватом – в этомвидео
Тягапараллельным узким хватом– более простой вариант классическогоупражнения. Для этого упражненияпоменяйте рукоять на V-образную.За счет изменения хвата вы сможете братьболее тяжелый вес. Начинайте с этогоупражнения, если тяга широким хватом кгруди дается вам тяжело.
Тягуверхнего блока к груди часто включаютв тренировочные программы для девушек. Это упражнение отлично подтягиваетверх тела: в большом количестве повторов(12-15) с умеренными весами оно укрепляети прорисовывает мышцы спины, убираетжировые отложения с рук, прорабатываетзону бикини.
Важныйвопрос – нужна ли становая тяга?
Тягуверхнего блока используют как альтернативуподтягиваниям. Девушкам в силу ихфизиологии подтягивания даются тяжело.По своему эффекту тяга верхнего блокак груди аналогична подтягиваниям.
ТЯГАВЕРХНЕГО БЛОКА. ПРОГРАММА ТРЕНИРОВОКТягаверхнего блока хорошо работает в связкес тяжелыми базовыми упражнениями –становой тягой и тягой штанги к животу.Тягу блока лучше выполнять после них.Делайте по 3-4 рабочих подхода с количествомповторений больше 10. Время от времениувеличивайте вес на блочном тренажере.А раз в 1-1,5 месяца давайте вашим широчайшимвстряску – сокращайте количествоповторов до 6 и берите максимальныевеса.
ВНИМАНИЕ!ПЕРЕД НАЧАЛОМ ТРЕНИРОВОК ПРОКОНСУЛЬТИРУЙТЕСЬУ ВРАЧА!
Тяга блока к поясу сидя в тренажере — правильная техника упражнения
Тяга блока в тренажере
Тяга блока к поясу сидя включает в работу почти все мышцы верха тела — широчайшие мышцы спины как основные, а также мышцы рук (предплечья, бицепс и трицепс), плечевой пояс и низ спины.
Кроме этого, косвенно вовлечены мышц ног и живота.
Упражнение является важным в тренировке спины, придавая ей визуальную ширину. Тяга блока к поясу является вариацией базового упражнения тяга штанги к поясу, практически повторяя движение, но имея другой угол приложения силы из-за сидячего положения.
Техника выполнения
Начальное положение: сидя в тренажере, ноги поставлены на фронтальную платформу, колени слегка согнуты, но не зафиксированы. Потянитесь вперед, чтобы взять рукоятку блока, сохраняя при этом естественную округлость спины и не пытаясь максимально выпрямиться.
Тяните вес на себя прямыми руками. Остановитесь в точке, когда угол между торсом и ногами будет примерно 90 градусов; затем, выставляя грудь вперед, немного прогните спину в области поясницы. Вы должны ощущать напряжение в широчайших мышцах спины.
Механика движения
Сохраняя положение торса максимально неподвижным и стараясь не отклоняться назад, на вдохе медленно подтяните рукоятку по направлению к поясу вплоть до касания ею живота. При движении распрямляйте спину, отводя плечи назад и выставляя грудь вперед.
Совершая движение, прогибайте поясницу и сводите лопатки вместе до ощущения довольно сильного «сжатия» мышц верхней части спины. Задержитесь на несколько секунд в таком положении, а затем медленно, на выдохе, вернитесь в начальное.
Подготовка к выполнению упражнения
Подготавливая тренажер к тренировке, обязательно настройте его под свой рост: высота сиденья должна быть такой, чтобы трос блока при выполнении тяги оставался параллельным полу, а у ступней должна быть опора, исключающая сползание тела вперед.
Классическая тяга блока к поясу выполняется с рукояткой V-образной формы (ладони смотрят друг на друга, см. иллюстрацию). Использование более широких рукояток или рукоятки от тренажера для верхней тяги допустимо лишь при полном освоении техники.
Главный секрет техники
Правильная техника выполнения тяги блока к поясу подразумевает два этапа подтягивания веса к себе.
Начальный этап заканчивается при сгибании рук, когда локоть достигает торса. Второй этап начинается при дальнейшем движении и выходе локтя дальше спины.
Рабочие мышцы каждого этапа отличаются — в первом этапе задействованы скорее руки, тогда как сама спина работает во втором. Важно отметить, что отведение плеч назад и выставление груди вперед должно проходить как раз при переходе между этапами.
Ошибки выполнения
В большинстве случаев неправильное выполнение тяги блока к поясу приводит к тому, что в работе участвуют скорее мышцы рук, чем мышцы спины. Тренирующиеся используют слишком большой вес и пытаясь притянуть его к себе, выгибаясь всем телом.
Помните, что при корректном выполнении упражнения важно держать локти максимально прижатыми к телу и не разводить их в стороны. Кроме этого, сохраняйте вертикальное положение корпуса и не отклоняйтесь назад более, чем на 10-15 градусов.
Нужно ли округлять спину?
Иногда можно услышать мнение, что в начальной точке движения необходимо достаточно сильно округлить спину, чтобы «растянуть» широчайшие мышцы и увеличить их вовлечение в работу — именно такую технику советовал Арнольд Шварценеггер.
Однако важно отметить, что округление спины существенно повышает риск получения травмы, поскольку создает опасную нагрузку на позвоночник. FitSeven настоятельно не рекомендует использовать данную технику непрофессиональным спортсменам.
***
Тяга блока к поясу является важным упражнением для проработки мышц спины. Правильная техника подразумевает прижатые к телу локти и минимально отклонение корпуса от вертикали. Наиболее частая ошибка: работа мышцами рук, а не спины.
В продолжение темы
Дата последнего обновления материала — 31 октября 2013
Тяга штанги стоя к поясу в наклоне для широчайших мышц спины | Фитнес тренер Юрий Спасокукоцкий
Это упражнение я выполняю уже более 20 лет и добился в нем очень хороших результатов. Во-первых мне удалось очень сильно развить широчайшие мышцы спины, что особенно хорошо видно в позах широчайшие сзади и широчайшие спереди. Можно сказать что благодаря этому упражнению я и стал призером многих чемпионатов по бодибилдингу.
Во-вторых я доходил в этом упражнении до 255 кг (с неполной амплитудой) и 160 кг (с хорошей амплитудой движения) соответственно. Когда то моим главным упражнением для развития спины были подтягивания.
Тяга штанги стоя к поясу в наклоне — безопасный стильВ один прекрасный день я познакомился с довольно мощным американским бодибилдером, который убедил меня что подтягивания менее значимы в построении спины чем тяга к поясу, и привел в пример Дориана Ейтса (Дориан Ятс). В данный момент я считаю, что и подтягивания широким хватом к подбородку и горизонтальные тяги это отличные упражнения, но в сегодня я расскажу именно про тягу к поясу.
Также я расскажу про версии тяги к поясу в наклоне которые можно выполнять для разнообразия, а внизу статьи оставлю ссылки на видео с техникой выполнения каждого из движений. Также я рекомендую прочесть мои статьи с детальным разбором тяги гантели одной рукой в наклоне и подтягиваний, ссылки вы найдете ниже.
Тяга штанги к поясу это супер базовое упражнение
В движении работает огромное количество мышц и оно обладает высокой эффективностью, играет ключевую роль в наборе мышечной массы и силы.
Мне очень нравятся и некоторые другие горизонтальные упражнения для спины, особенно тяга одной рукой нижнего блока, рычажная тяга, тяга т-грифа, тяга гантели в упоре и лежа на животе на скамье.
Но, именно тяга штанги стоя это самое мощное, наиболее энергозатратное движение, в котором вы можете поднять наибольшие веса. Видимо поэтому именно эта техника считается самой эффективной для развития спины.
В упражнении задействован огромный комплекс мышц:
Широчайшие мышцы (крылья), большая круглая мышца, задний пучок дельтовидной мышцы, бицепсы рук, трапециевидные мышцы, предплечья, ромбовидная мышца (особенно при сведении лопаток), длинные мышцы спины и наконец весь кор работает в статическом режиме. Уверяю что так или иначе напрягаются почти все мышцы тела.
Упражнение требует удержания позвоночника в прямом положении под нагрузкой, а значит будут работать многие позные или тонические мышцы, а также мышцы шеи. При правильном выполнении наибольшая нагрузка приходится на широчайшие и большие круглые мышцы спины.
Если же вы хотите больше нагрузить ромбовидные мышцы и трапеции, то нужно попытаться выполнять это упражнение с небольшим весом, и акцентом на сведение и разведение лопаток. Я бы рекомендовал выполнять это в качестве дополнительной тренировки мышц спины.
Тяга штанги к поясу в наклоне — анатомия мышц. Современный стиль.Существует две основные версии техники тяги штанги в наклоне:
Стиль золотой эры бодибилдинга (Арнольд Шварценеггер):
1. Станьте на возвышение, тумбу или скамью.
2. Присядьте и возьмите штангу на ширине плеч или чуть шире, затем выпрямитесь держа штангу в руках.
3. Стоя на возвышении наклонитесь так чтобы корпус стал перпендикулярен поверхности пола.
4. Не меняя положение корпуса, опустите штангу вниз до тех пор пока гриф не будет практически касаться носков ваших кроссовок, и выполните вдох.
5. Притяните штангу к низу живота совершая выдох.
Плюс такого выполнения лишь один: максимально возможная амплитуда выполнения движения.
Минусов намного больше: рабочие веса будут намного меньше, нагрузка на поясничный отдел позвоночника максимально возможная! Соотношение безопасность и эффективность в этом стиля показывает довольно плохие проценты.
Современный стиль выполнения
1. Подойдите к штанге стоящей на стойках на высоте средней части бедра (выше колена).
2. Немного присядьте и возьмите штангу на ширине плеч или чуть шире, затем выпрямитесь держа штангу в руках.
3. Стоя согните ноги за счет отведение назад тазобедренного сустава, но без выведения коленей вперед (это ключевой момент)!
4. Зафиксировав положение корпуса, опустите штангу вниз до тех пор пока гриф не будет на уровне коленей или на пару сантиметров ниже. По сути вы совершаете тягу, не в наклоне а в полунаклоне!
5. Притяните штангу к лобковой кости держа гриф как можно ближе к ногам и совершите выдох. При этом не уменьшаете наклон корпуса вперед!
6. Затем вдохните одновременно выпрямляя руки.
Очевидный минус: амплитуда выполнения существенно сокращается. Плюсы: нагрузка на поясницу снижается в разы! Судя по моему опыту тянуть 150 кг в современном стиле намного более безопасно чем выполнять тягу в олдскульном стиле в весом всего 90-100 кг. Что качается роста мышечной массы, то современные спортсмены добиваются гораздо большего роста широчайших чем это было в золотую эру. Уверяю вас, что эффективность более безопасного выполнения также на высоте!
Даже визуально на фото с Арнольдом Шварценеггером мы видим что стиль тяги штанги к поясу золотой эры крайне опасен для позвоночникаЧастые ошибки в тяге к поясу в наклоне
Отнеситесь к этой части текста серьезно, потому что 80% тренирующихся выполняют это упражнение очень неправильно, обкрадывая себя и похищая собственный результат у своих же широчайших мышц спины! Я очень советую вам посмотреть мое видео дополняющее статью, где детально рассмотрены главные ошибки техники! Так вы точно сможете накачать спину и уменьшите вероятность травмы:
Тяга к верху или к середине живота.
Такая тяга увеличит вредную нагрузку на позвоночник и больше подключит ваши бицепсы к работе. Бицепсы начнут воровать нагрузку у мышц спины.
Раскачивание корпусом вверх и вниз. Этот прием называется «читинг» или «обман» и не всегда является ошибкой, но выполнять его можно только если результат уже не растет при работе в строгой технике, а для новичка со стажем в один год или меньше это не допустимо!
Тяга Т-грифа к поясу в наклоне необычайно похожа на тягу штанги по своей технике и работе мышц.Многие спортсмены незаметно для себя уменьшают наклон с каждым повторением. К третьему-четвертому повторению они уже стоят прямо, считая, что совершают «тягу в наклоне».
Пренебрежение кистевыми лямками тоже огромный минус. Сколько раз уже можно повторять, что это упражнение не предназначено для развития хвата. Спина всегда будет сильнее чем пальцы, а значит вы будете недорабатывать. Плюс если мозгу не приходится посылать дополнительный сигнал для постоянного удержания хвата, вы лучше концентрируетесь на проработке целевой мышцы вплоть до ее отказа.
Вариации тяги к поясу в наклоне
Тяга лежа на животе
Большое значение имеет тяга штанги лежа на животе на наклонной скамье. Этот вариант безопасен для позвоночника. В то же время выполнение тяги в наклоне требует обладания здоровой и сильной поясницей, мощным мышечным корсетом. В связи с этим на это упражнение накладывается табу для новичков и страдающих от болей в позвоночнике. А вот тягу лежа может выполнять каждый! Почти идентичное упражнение тяга Т-Грифа лежа на животе в тренажере.
Различные версии тяги к поясу в наклонеТяга обратным хватом в наклоне
Многие спортсмены так лучше чувствуют широчайшие мышцы, чего нельзя сказать обо мне. По моему мнению так сложнее уменьшить роль бицепса в работе.
Тяга в наклоне к солнечному сплетению широким хватом
Эта вариация упражнения прицельно бомбит середину спины, ромбовидные и трапециевидные мышцы. Стоит сконцентрироваться на сведении и разведении лопаток, снизить рабочий вес на 40-50% по сравнению с обычной тягой, тем более что это упражнение куда более опасно. Намного более целесообразно выполнять эту тягу лежа на животе на лавке или в тренажере рычажная тяга.
Различные рычажные тяги и тяга т-грифа
Все эти тренажеры очень похожи на тягу к поясу, но самое простое и проверенное движение по прежнему является самым эффективным, хотя и не самым безопасным упражнением. Если у вас есть травма спины, или если вы новичок я советую вам прочитать статью о другой эффективной альтернативе – тяга гантели к поясу в с опорой о скамью.
Теперь же пора перейти к изучению видео, ссылки внизу:
Тяга в наклоне — техника, ошибки которые делают тягу бесполезной, тяга т-грифа, тяга лежа на животе, тяга к солнечному сплетению, тяга обратным хватом, тяга т-грифа лежа, тяга штанги к солнечному сплетению лежа на животе на скамье. Я выполняю тягу с весом 190 кг на 6 к поясу
Для Вас мои онлайн тренировки и фитнес марафон «Жиротопка» Мои: Тик Ток, Яндекс Дзен фитнес, Яндекс Дзен фантастика, Яндекс дзен психология отношений, Instagram,Youtube,Telegram
Как правильно и эффективно накачать мышцы спины, показали волгоградцам
Тягу нижнего блока часто называют женским упражнением.
Не в плане того, что это наш «приватизированный» тренажер: мужчинам он также вполне подходит. Просто упражнение на блоке не дает прироста мышечных объемов и является большей частью «тонизирующим». Это и подтяжка мышц с приданием им тонуса, что больше подходит, а значит, нравится в тренировочном процессе именно дамам.
Я люблю упражнения декомпрессионного характера. Результат – не только сильные мышцы, но и повышение их эластичности. Большая амплитуда в мышцах и хорошая растяжка способствуют стимуляции роста мышечной массы. В общем, одни сплошные плюсы. Хочу также добавить, что стрейчинг в упражнениях – это хорошая растяжка мышц.
Начнем с азов: тяга нижнего блока в кроссовере одной рукой – изолированное упражнение, которое помогает добиться отличных результатов в развитии мускулатуры спины с минимальным риском травмирования. А я, как вы знаете, всегда только за здоровый фитнес, без насилия над телом.
Изолированные техники, такие же как и тяга нижнего блока в кроссовере одной рукой, позволяют нагрузить именно те мышцы, которые нужно.
Необходимо только поворачивать корпус в сторону рабочей широчайшей мышцы. Это небольшое вращение позволяет отводить локоть максимально от спины. Что, в свою очередь, дает лучшее сокращение широчайших мышц в нижней области. Такую точечную проработку мускулатуры невозможно получить, если выполняешь нижнюю тягу двумя руками.
Но есть и специфические моменты, которые надо учитывать при выполнении упражнения. Сложнее всего держать спину ровно и весь корпус в нужном положении. Но это необходимо, чтобы максимально нагрузить мускулатуру и избежать травм. Для этого делать упражнение нужно в середине или же в конце вашей тренировки спины. Технически упражнение не является очень сложным, но в нем нужно отдавать преимущество не рабочему весу, а именно ощущениям, без которых оно теряет всякий смысл. Поэтому подбирайте максимально корректное отягощение и работайте только спиной. Не подключайте к работе бицепс, это поможет взять вес больше, но эффект от упражнения существенно снизится.
Добавив тягу верхнего блока одной рукой, вы сможете улучшить ширину своей спины, усовершенствовав свои пропорции.
Выполняйте упражнение каждой рукой поочередно. Свободная рука при этом размещается на бедре или на боковой косточке. Принцип движения одинаков с тягой гантели в наклоне: на выдохе блок подтягивается к себе (с одновременным проворачиванием кисти до положения смотрящей вверх ладони), а тем временем на спине сводится лопатка. Только одна лопатка и работает, прицельно направляя нагрузку на широчайшую мышцу. Обратное движение делается на вдохе. Несмотря на меньший, чем у штанги или гантели, вес блока, эффективность такой тяги не ниже.
Выполнение упражнения
Исходная позиция:
1. Прикрепите ручку к кабелю с низким шкивом.
2. Возьмитесь за ручку левой ладонью (ладонь рабочей руки направлена вниз) и полностью выпрямите руку.
3. Сделайте 1–2 шага назад на 30–60 см (одна нога впереди), чтобы вес не опирался на стек.
4. Наклоните корпус немного вперед (угол 45°), колени слегка согните. Спина все время остается прямой, правая рука держится за ручку тренажера.
5. Потяните руку с блоком к поясу. Когда локоть движется вверх перпендикулярно спине, вы должны чувствовать работу целевых мышц.
6. Продолжайте движение рукой до тех пор, пока рукоять блока не окажется на уровне груди.
7. Сделайте паузу, затем медленно вернитесь к стартовому положению.
Выполните упражнение сначала одной рукой, затем другой.
Для начала давайте все‑таки выясним, какие мышцы работают в этом упражнении
• Основная группа: широчайшие мышцы спины, плечевая и круглая.
• Дополнительно в работу включаются бицепсы, длинная головка трицепса, трапеции, задние дельты.
• Мышцами-антагонистами выступают передняя дельтовидная, грудные и трицепс.
• Вариации: для выполнения этого упражнения вы также можете использовать трос верхнего блока и выполнять его стоя. Также вы можете выполнять упражнение пронированным (ладони обращены вниз) или супинированным хватом (ладони обращены вверх).
Секреты и тонкости выполнения тяги нижнего блока
Если в процессе выполнения упражнения у вас не хватает силы кисти, используйте гимнастический ремень или перчатки с крюком на ладони. Слабый хват – это, конечно, плохо, но для его тренировки есть другие упражнения.
В данном случае слабость кисти не должна ограничивать интенсивность тяги одной рукой стоя на блоке.
Время от времени меняйте D-рукоять на канатную или выполняйте тягу двумя руками нейтральной рукоятью. При этом отводите локти строго назад, не давайте им разъезжаться в разные стороны.
Полезные советы
• Вместо жесткой рукоятки можно использовать веревочную.
• Не слишком спешите начать обратное движение – 1,5–2‑секундная задержка в крайней точке усилит тренировочный эффект.
• Поскольку мышцы рук играют вспомогательную роль, основную нагрузку старайтесь подать на широчайшие мышцы, отводя локти почти касающимися тела и сжимая лопатки.
• Увеличивая массу блока, используйте лямки для рукояток.
• Не увлекайтесь одной формой хвата, использование их всех (пусть и в разных пропорциях) даст большую гармонию вашему физическому развитию.
Основные ошибки при выполнении
1. Выпрямленная поясница. Она не должна быть прямой – таз отводится назад, а грудь выгнута вперед.
2. Прямые или сильно согнутые ноги. Важна правильная постановка ног – они немного согнуты, а ступни плотно прилегают к подставке. Если ноги будут прямыми, рычаг окажется далеко от спортсмена и ему будет сложно держать поясницу выгнутой. И, наоборот, при сильно согнутых ногах рычаг оказывается слишком близко, поэтому упражнение будет неэффективным.
3. Акцент на бицепсы. Многие спортсмены делают упражнение, подтягивая вес к себе за счет напряжения рук. Важно поймать тот момент, когда тяга нижнего блока происходит именно с напряжением мышц спины, и зафиксироваться на нем.
4. Гуляющий торс – вперед и назад. Отклонять торс могут только опытные спортсмены, которые используют читинг при работе с большими весами.
Упражнение необходимо делать с прямой спиной, но расслабленной поясницей – так мышцы растягиваются лучше и их рост ускоряется.
Урок 25: Гравитация на наклонных плоскостях
Вам нужно быть особенно осторожным, когда вы решаете проблемы, связанные с тем, что гравитация тянет что-то вниз по склону.
- Физика здесь значительно сложнее, чем может показаться на первый взгляд, в основном потому, что все наклонено.
- Давайте посмотрим на стандартный вопрос о гравитации на наклонной плоскости ( уклон ) и посмотрим, как мы это решим.
Пример 1: Определите ускорение коробки весом 15 кг при уклоне 30 °, если коэффициент трения равен 0.15.
Первое, что мы должны сделать, это набросать диаграмму свободного тела ситуации.
Рисунок 1
В этой диаграмме следует обратить внимание на несколько особенностей:
- Сила тяжести: F г указывает прямо вниз, хотя мы находимся на склоне.
- Нормальная сила: помните, что нормальная сила F Н всегда перпендикулярно поверхности, на которой вы находитесь. Поскольку эта поверхность наклонен под небольшим углом, нормальная сила также будет направлена на немного угла. В этих вопросах F g ≠ F N
- Сила трения: F f будет всегда быть противоположным направлению, в котором что-то движется. В этом ситуация: объект движется по склону, поэтому трение указывает назад вверх по склону.
- Нет приложенной силы, так как это будет означать, что было что-то иное, чем гравитация, на самом деле пыталась столкнуть его с наклон.
Мы можем вычислить силу тяжести …
F г = мг = 15 (9,81) = 147,15 N
(Держите это неокругленное число наготове, чтобы мы могли использовать его в расчетах позже)Нам нужно разбить F g вверх на компоненты, которые указывают вниз параллельно склону (F // ) и перпендикулярно склону (F ⊥ ).
Рисунок 2
Если вам интересно, как я понял, что угол 30 ° находится на вершине красного треугольника, взгляните на это …
Рисунок 3
- Я создал желтый треугольник, просто удлинив линию F g немного вниз.
- Так как получается красивый прямоугольный треугольник, я знаю, что угол в вершине желтого треугольника должен составлять 60 ° (так как углы должны составлять в сумме 180 °).
- Поскольку F ⊥ перпендикулярно уклону, угол в вершине красного треугольника должен составлять 30 °, чтобы в сумме они составляли 90 °.
Поскольку мы знаем F g и угол на треугольнике, мы можем использовать базовый триггер для вычисления двух других сторон.
Округляйте число, только если оно окончательное ответ, как если бы это было частью (а) кучи вопросов вместе. В противном случае оставьте все как есть, чтобы не смотреть на округленные ответ округленного ответа и т.
Определить F // …
sinΘ = opp / hyp
sinΘ = F // / F g
F // = sinΘ F g
= sin30 ° (147.15 Н)
F // = 73,575 Н
(Мы снова не будем округлять число. Это сила, тянущая его вниз по склону.)Определить F ⊥ …
cosΘ = adj / hyp
cosΘ = F ⊥ / F g
F ⊥ = cosΘ F g
= cos30 ° (147,15 Н)
F ⊥ = 127,436 N
(Угадайте, что , еще не закругляйте … или еще что-нибудь до конца.Да, кстати, посмотрите назад на Рисунок 2 … F ⊥ равно нормальной силе, F N !)Определите силу трения, используя только что полученное значение нормальной силы.
F f = мкФ N
= 0,15 (127,436)
F f = 19.115 NТеперь вы знаете силу, которая уносит его вниз по склону, и трение, которое его замедляет. Определите чистую силу F NET …
Я сделал F f отрицательным, потому что он работает против F // . Один из них должен быть отрицательным, если другой положительным.
F NET = F // + F f
= 73,575 + -19,115
F NET = 54.460 NТеперь, наконец, мы можем определить ускорение коробки …
F NET = ma
a = F NET / m
= 54.460/15
a = 3,6 м / с 2Наш окончательный ответ: 3,6 м / с 2 , и да, мы округляем его.
Ничего не будет
когда-либо меняют гравитацию, направленную прямо вниз. Единственная причина для
этот ящик для движения вниз по склону будет составляющей силы тяжести.
д. и т.д …
Обратите внимание, что на каждом этапе я заставлял вас что-то рисовать или определять.
- Готов поспорить, вы видите, как каждый из этих вопросов может быть частью многоэтапного вопроса, такого как (a), (b), (c) и т. Д.
- На самом деле, я мог бы ответить на этот вопрос 7 или 8 частями.
- Если вы когда-нибудь зададите такой вопрос, то да, вы должны округлить от вашего окончательного ответа для каждого шага к правильному количеству подписей.
- Вы все равно должны записывать неотокругленный номер как минимум где-нибудь, так как вы должны использовать неокругленные числа для следующие вопросы.
- В противном случае вы бы получили окончательный ответ, который прошел бы через 7 округлений!
Прочтите этот пример еще раз несколько раз. Это долго и сбивает с толку
некоторые части, но попробуйте посмотреть на каждый крошечный расчет в отдельности. Взято
По мелочам каждая часть не так сложна.
ньютоновских механик — Работа — Энергетическая путаница при движении вертикально / вверх по склону
Во-первых, не всегда $ W = Fd $.Это верно только в том случае, если ваша сила постоянна и всегда направлена вдоль смещения объекта, на который эта сила действует. В общем, вам нужно сделать линейный интеграл $$ W = \ int \ mathbf F \ cdot \ text d \ mathbf x $$ В этом случае нам не нужно вызывать исчисление, но я просто хотел, чтобы вы знали, что $ W = Fd $ или даже $ W = Fd \ cos \ theta $ требует выполнения определенных условий перед их использованием.
Предполагая, что $ F $ здесь постоянное (для непостоянного $ F $, см. Ответ @BobD), вы действительно правы, думая, что здесь происходит что-то странное.Если предположить, что сила достаточно велика, чтобы поднять блок в вертикальном положении, сила действительно выполняет больше работы по наклону, чем при подъеме блока по вертикали.
С учетом сказанного, есть некоторые предположения, которые вы делаете между вашими двумя системами, которые вы можете не осознавать.
Допустим, вы используете одну и ту же силу $ F $ в обоих случаях. Тогда работа, совершаемая вашей силой $ F $, равна , только равна работе гравитации (отрицательное изменение гравитационной потенциальной энергии, $ mgh $), если объект имеет одинаковую скорость на протяжении всего своего движения.* $ Это означает, что $ F $ должно быть равно силе, тянущей объект «вниз» (в противоположном направлении движения). В случае с наклоном эта сила равна $ mg \ sin \ theta $, где $ \ theta $ — угол наклона. В вертикальном случае эта сила равна $ mg $.
Следовательно, если $ F $ равен «направленной вниз» силе в одном случае, он не равен «направленной вниз» силе во втором случае. Более точно, если $ F = mg \ sin \ theta $, то во втором случае силы недостаточно, чтобы поднять блок.Если $ F = mg $, то в первом случае блок будет иметь большую скорость на вершине склона, чем внизу. В любом случае вы не можете предположить, что проделанная вами работа равна работе, выполненной гравитацией в обоих сценариях.
Это может быть правдой только в одном сценарии.
Вот почему вначале я сказал, что если сила достаточно велика, чтобы поднять блок в вертикальном случае, сила действительно выполняет больше работы по наклону, чем при подъеме блока вертикально. Если $ F = mg $, то вдоль наклона работа, выполняемая силой, равна $ W = mgd $, а для вертикального случая мы имеем $ W = mgh = mgd \ sin \ theta Решение: мы можем решить для T1 в уравнении (3.4.2) ), если исключить T2 с помощью уравнения (3.4.1). Блок начинается от нижней части пандуса длиной 4 м и высотой 3 м с
начальная скорость подъема по рампе 4 м / с. Коэффициенты трения для
блоки на рампе: μ s = 0,6 и μ k = 0,5. Блок замедляется по мере продвижения по рампе и в конце концов останавливается. Будет ли
блок останется в покое или он снова скатится по рампе? ( Подсказка: Найдите tan θ.) Блок остается в покое, если μ s > tan
θ = 3/4. Поскольку μ s = 0,6, блок откатывается. Теперь сравните время скольжения вверх и вниз: Чтобы узнать время, используйте DID TASC: Шаг 1: Схема и система координат Используйте систему координат, в которой направление x выровнено вверх по рампе
наклон. Шаги 2-4: См. Прозрачность. Шаг 5: Примените 2-й закон Ньютона Подвижный вверх: 1 Карточки | Quizlet
Схема свободного тела в точке соединения стальной балки с тросами показана на рисунке справа. Три силы показаны черным: это сила тяжести F⃗g на стальной балке и напряжения T⃗1 и T⃗2 в двух канатах. Обычная процедура состоит в том, чтобы разложить соответствующие силы, в данном случае T⃗1 и T⃗2, на их компоненты x и y.Я выделил компоненты на рисунке красным: это T1x и T1y, а также T2x и T2y соответственно.
Я попытался нарисовать фигуру, чтобы она оставалась примерно верной размерам компонентов — поскольку луч находится в равновесии, T1x и T2x должны уравновешивать друг друга, поэтому я нарисовал их длины примерно одинаковыми. Точно так же Fg должен быть равен сумме T1y и T2y, поэтому я попытался сохранить вектор, представляющий F⃗g, достаточно долго, чтобы это выглядело визуально правдоподобно.
Компоненты сил натяжения могут быть найдены либо с помощью указанных углов, либо с использованием углов, образованных этими векторами с осью x, но в любом случае мы должны получить то же значение:
T1x = T1 sin 20◦ (- ˆI) или T1x = T1 cos 70◦ (−ˆi) Я буду использовать данные углы, поэтому другие компоненты равны
T2x = T2 sin 30◦ (ˆi), T1y = T1 cos 20◦ (ˆj), T2y = T2 cos 30◦ (ˆj)
Поскольку балка находится в равновесии, результирующая сила в горизонтальном направлении должна быть равна нулю: ΣFx = 0.
Я написал единичные векторы в уравнениях для компонентов, поэтому их легко отслеживать: ΣFx ≡ T2x — T1x = 0 или, что эквивалентно T1x = T2x
, из которого мы получаем
T1 sin 20◦ = T2 sin 30◦.
(3.4.1)
, из которого мы получаем
Уравнения (3.4.1) и (3.4.2) — это два уравнения с двумя неизвестными, поэтому мы можем решить их, чтобы найти
T1 и T2.
Аналогично, результирующая сила в вертикальном направлении должна быть равна нулю: ΣFy = 0, и поэтому ΣFy ≡T1y + T2y −Fg = 0 или, что то же самое, T1y + T2y = Fg
Продолжение задачи на следующей странице.. .
T1 cos 20◦ + T2 cos 30◦ = Fg
(3.4.2)
T1 T1x
T1y T2y 20 ° 30 °
T2x
Fg
T
2
Из уравнения (3.4.1) получаем
T1 sin 20◦ T2 = sin 30◦
T1 cos20 + sin30◦
0,939693 T1 + 0,592396 T1 = (1300 кг) 9,8 м / с2
cos30 = Fg
(3.4. 3)
Подставляя в уравнение (3.4.2), получаем
◦ T1 sin20◦
Подставляя числа
так, чтобы
◦
T1 = (1300) 9.8 = 8315 Н 1,532089
Следовательно, натяжение троса 1 составляет 8300 Н или 8,3 × 10> 3 Н.
Блок на рампе
(Обратите внимание, что пандус представляет собой треугольник 3-4-5, поэтому sin θ = 0,6 и
cos θ = 0,8).
Y-направление: N = mg cos θ = 0,8 мг
Направление x: ma вверх = -mg sin θ — μ k N = — (0,6 + 0,4) мг = -мг. вверх = -g
| Δx | = |
| = | 0.80 м |
(a) Пройденное расстояние. Использование: v 2 = v o 2 + 2 a вверх Δx
| т вверх | = |
| = | 0,40 с |
(б) Время остановки.
Использование:
v = v o + a до т до
Скольжение вниз:
Направление x: mg sin θ — μ k N = ma вниз вниз = (0.6-0,4) г = 0,2 г = 2,0 м / с 2
(c) Смещение времени вниз: используйте х = ½ a вниз т 2 вниз или 0,8 = t вниз 2 . t вниз = 0,89 с.
(d) Конечная скорость: использовать v 2 окончательный = v o 2 + 2 a вниз Δx = 0 + 2 * 2 * 0,8. v финал = 1,8 м / с.
Интуитивное объяснение:
Поднимается:
трение и гравитация работают вместе; блок быстро замедляется.
Собираюсь
вниз: трение и сила тяжести работают в противоположном направлении; блок
медленно разгоняется.
Подъем занимает меньше времени время.
6.2 Трение — Университетская физика, том 1
Цели обучения
К концу раздела вы сможете:
- Охарактеризуйте общие характеристики трения
- Перечислите различные типы трения
- Рассчитайте величину статического и кинетического трения и используйте их в задачах, связанных с законами движения Ньютона.
Когда тело находится в движении, оно имеет сопротивление, потому что оно взаимодействует с окружающей средой.Это сопротивление представляет собой силу трения. Трение противодействует относительному движению между контактирующими системами, но также позволяет нам двигаться — концепция, которая становится очевидной, если вы пытаетесь ходить по льду. Трение — обычная, но сложная сила, и ее поведение до сих пор полностью не изучено. Тем не менее, можно понять обстоятельства, в которых он ведет себя.
Статическое и кинетическое трение
Базовое определение трение относительно просто сформулировать.
Трение
Трение — это сила, которая препятствует относительному движению между контактирующими системами.
Есть несколько форм трения. Одна из более простых характеристик трения скольжения состоит в том, что оно параллельно контактным поверхностям между системами и всегда находится в направлении, противоположном движению или попыткам движения систем относительно друг друга.
Если две системы находятся в контакте и движутся относительно друг друга, то трение между ними называется кинетическим трением. Например, трение замедляет скольжение хоккейной шайбы по льду. Когда объекты неподвижны, между ними может действовать статическое трение; статическое трение обычно больше, чем кинетическое трение между двумя объектами.
Статическое и кинетическое трение
Если две системы находятся в контакте и неподвижны относительно друг друга, то трение между ними называется трением покоя . Если две системы находятся в контакте и движутся относительно друг друга, то трение между ними называется кинетическим трением .
Представьте, например, что вы пытаетесь сдвинуть тяжелый ящик по бетонному полу — вы можете очень сильно надавить на ящик и вообще не сдвинуть его. Это означает, что статическое трение реагирует на ваши действия — оно увеличивается, чтобы быть равным вашему толчку и в противоположном ему направлении.
Если вы, наконец, достаточно сильно надавите, ящик внезапно соскользнет и начнет двигаться. Теперь трение покоя уступает место кинетическому трению. Находясь в движении, легче удерживать его в движении, чем начать, что указывает на то, что кинетическая сила трения меньше, чем сила статического трения. Если вы добавите массу в ящик, например, поставив на него коробку, вам нужно будет толкать еще сильнее, чтобы он начал, а также чтобы он продолжал двигаться. Кроме того, если вы смазываете бетон, вам будет легче запустить ящик и продолжать его работу (как и следовало ожидать).
(рисунок) — это грубое графическое изображение того, как возникает трение на границе раздела двух объектов. Осмотр этих поверхностей крупным планом показывает, что они шероховатые. Таким образом, когда вы нажимаете, чтобы заставить объект двигаться (в данном случае ящик), вы должны поднимать объект до тех пор, пока он не сможет проскочить, ударяясь только кончиками поверхности, отламывая точки или и то и другое.
Существенной силе можно противостоять трением без видимого движения. Чем сильнее сдвинуты поверхности друг к другу (например, если на ящик ставится еще одна коробка), тем больше силы требуется для их перемещения.Частично трение происходит из-за сил сцепления между поверхностными молекулами двух объектов, что объясняет зависимость трения от природы веществ. Например, обувь на резиновой подошве скользит меньше, чем на кожаной. Адгезия зависит от контактирующих веществ и представляет собой сложный аспект физики поверхности. Когда объект движется, остается меньше точек соприкосновения (меньше прилипающих молекул), поэтому требуется меньшее усилие, чтобы удерживать объект в движении. На малых, но ненулевых скоростях трение практически не зависит от скорости.
всегда противодействует движению или попытке движения между соприкасающимися объектами. Трение возникает отчасти из-за шероховатости соприкасающихся поверхностей, как видно на увеличенном виде.
Чтобы объект переместился, он должен подняться до того места, где пики верхней поверхности могут проходить по нижней поверхности. Таким образом, сила требуется только для того, чтобы привести объект в движение. Некоторые пики будут отломаны, что также потребует силы для поддержания движения.Большая часть трения на самом деле возникает из-за сил притяжения между молекулами, составляющими два объекта, так что даже идеально гладкие поверхности не свободны от трения. (Фактически, идеально гладкие, чистые поверхности из аналогичных материалов будут склеиваться, образуя соединение, называемое «холодной сваркой».)
Величина силы трения имеет две формы: одну для статических ситуаций (статическое трение), другую для ситуаций, связанных с движением (кинетическое трение). Далее следует лишь приблизительная эмпирическая (экспериментально определенная) модель.Эти уравнения статического и кинетического трения не являются векторными уравнениями.
Величина статического трения
Величина статического трения
это
где
— это коэффициент трения покоя , и Н, — величина нормальной силы.
Символ
означает меньше или равно , подразумевая, что статическое трение может иметь максимальное значение
.Статическое трение — это сила реакции, которая увеличивается, чтобы быть равной и противоположной любой приложенной силе, вплоть до своего максимального предела.Как только прилагаемая сила превышает
объект движется. Таким образом,
Величина кинетического трения
Величина кинетического трения
выдается
где
— это коэффициент кинетического трения .
Система, в которой
описывается как система, в которой трение ведет себя просто .Переход от статического трения к кинетическому трению показан на (Рисунок).
Рисунок 6.11 (a) Сила трениямежду блоком и шероховатой поверхностью противоположно направлению приложенной силы
Величина статического трения уравновешивает приложенную силу.
Это показано в левой части графика в (c). (b) В какой-то момент величина приложенной силы превышает силу кинетического трения, и блок перемещается вправо.Это показано в правой части графика. с) график зависимости силы трения от приложенной силы; обратите внимание, что
Это означает, что
Как вы можете видеть на (Рисунок), коэффициенты кинетического трения меньше, чем их статические аналоги. Приблизительные значения
состоят только из одной или двух цифр, чтобы указать приблизительное описание трения, даваемое двумя предыдущими уравнениями.
14, and 0.1. The sixth row has entries Metal on wood, 0.5, and 0.3. The seventh row has entries Steel on steel (dry), 0.6, and 0.3. The eight row has entries Steel on steel (oiled), 0.05, and 0.03. The ninth row has entries Teflon on steel, 0.04, and 0.04. The tenth row has entries Bone lubricated by synovial fluid, 0.016, and 0.015. The eleventh row has entries Shoes on wood, 0.9, and 0.7. The twelfth row has entries Shoes on ice, 0.1, and 0.05. The thirteenth row has entries Ice on ice, 0.1, and 0.03. The fourteenth row has entries Steel on ice, 0.4, and 0.02.»>
14 (рисунок) и (рисунок) включают зависимость трения от материалов и нормальной силы. Направление трения всегда противоположно направлению движения, параллельно поверхности между объектами и перпендикулярно нормальной силе.
Например, если ящик, который вы пытаетесь толкнуть (с силой, параллельной полу), имеет массу 100 кг, то нормальная сила равна его весу,
перпендикулярно полу. Если коэффициент трения покоя равен 0,45, вам придется приложить силу, параллельную полу, более
., чтобы переместить ящик. Когда есть движение, трение меньше, и коэффициент кинетического трения может быть 0,30, так что сила только
позволяет ему двигаться с постоянной скоростью.Если пол смазан, оба коэффициента будут значительно меньше, чем при отсутствии смазки. Коэффициент трения — это безразмерная величина с величиной обычно от 0 до 1,0. Фактическое значение зависит от двух соприкасающихся поверхностей.
Многие люди испытывали скользкость при ходьбе по льду. Однако многие части тела, особенно суставы, имеют гораздо меньшие коэффициенты трения — часто в три или четыре раза меньше, чем у льда. Сустав образован концами двух костей, которые соединены толстыми тканями. Коленный сустав образован костью голени (большеберцовая кость) и бедренной костью (бедренная кость). Бедро — это шарообразный (на конце бедренной кости) и суставная впадина (часть таза). Концы костей в суставе покрыты хрящом, который обеспечивает гладкую, почти стеклянную поверхность. Суставы также производят жидкость (синовиальную жидкость), которая снижает трение и износ. Поврежденный или артритный сустав можно заменить искусственным суставом ((Рисунок)). Эти заменители могут быть изготовлены из металла (нержавеющая сталь или титан) или пластика (полиэтилен), также с очень малым коэффициентом трения.
Природные лубриканты включают слюну, вырабатываемую во рту, чтобы помочь в процессе глотания, и скользкую слизь, находящуюся между органами в теле, позволяющую им свободно перемещаться друг мимо друга во время сердечных сокращений, во время дыхания и при движении человека.
В больницах и врачебных клиниках для уменьшения трения обычно используются искусственные смазки, такие как гели.
Уравнения, приведенные для статического и кинетического трения, являются эмпирическими законами, описывающими поведение сил трения. Хотя эти формулы очень полезны для практических целей, они не имеют статуса математических утверждений, которые представляют общие принципы (например, второй закон Ньютона). Фактически, есть случаи, когда эти уравнения даже не являются хорошими приближениями. Например, ни одна из формул не является точной для смазанных поверхностей или для двух поверхностей, пересекающих друг друга на высоких скоростях.Если не указано иное, мы не будем касаться этих исключений.
Пример
Статическое и кинетическое трение
Ящик массой 20,0 кг стоит на полу, как показано на (Рисунок). Коэффициент статического трения между обрешеткой и полом составляет 0,700, а коэффициент кинетического трения составляет 0,600. Горизонтальная сила
наносится на обрешетку.
Найдите силу трения, если (а)
(б)
(в)
и (d)
Рисунок 6.13 (a) Ящик на горизонтальной поверхности толкают с силой(b) Силы на ящик. Здесь
может представлять либо статическую, либо кинетическую силу трения.
Стратегия
Схема ящика со свободным телом показана на (Рисунок) (b). Мы применяем второй закон Ньютона в горизонтальном и вертикальном направлениях, включая силу трения, противоположную направлению движения коробки.
Решение
Второй закон Ньютона дает
Здесь мы используем символ f для обозначения силы трения, так как мы еще не определили, подвержен ли ящик трению станции или кинетическому трению.Мы делаем это всякий раз, когда не уверены, какой тип трения действует. Теперь вес ящика
, что также равно N . Таким образом, максимальная сила статического трения составляет
.
До
меньше 137 Н, сила трения покоя удерживает ящик в неподвижном состоянии и
Таким образом, (а)
(б)
и (c)
(d) Если
приложенная сила превышает максимальную силу трения покоя (137 Н), поэтому ящик больше не может оставаться в покое.Когда ящик находится в движении, действует кинетическое трение. Тогда
и ускорение
Значение
Этот пример показывает, как мы рассматриваем трение в задаче динамики. Обратите внимание, что статическое трение имеет значение, соответствующее приложенной силе, пока мы не достигнем максимального значения статического трения. Кроме того, движение не может происходить, пока приложенная сила не сравняется с силой статического трения, но тогда сила кинетического трения станет меньше.
Проверьте свое понимание
Блок массой 1,0 кг стоит на горизонтальной поверхности.
Коэффициенты трения для блока и поверхности
и
(a) Какая минимальная горизонтальная сила требуется для перемещения блока? (б) Каково ускорение блока при приложении этой силы?
[show-answer q = ”fs-id1165036788230 ″] Показать решение [/ show-answer]
[скрытый-ответ a = ”fs-id1165036788230 ″]
а.4.9 Н; б. 0,98 м / с 2
[/ hidden-answer]
Трение и наклонная плоскость
Одна из ситуаций, в которой трение играет очевидную роль, — это объект на склоне. Это может быть ящик, который поднимают по рампе к погрузочной платформе, или скейтбордист, спускающийся с горы, но основная физика остается той же. Обычно мы обобщаем наклонную поверхность и называем ее наклонной плоскостью , но затем делаем вид, что поверхность плоская. Давайте посмотрим на пример анализа движения на наклонной плоскости с трением.
Пример
Скоростной спуск
Лыжник массой 62 кг скользит по снежному склону с постоянной скоростью.
Найдите коэффициент кинетического трения лыжника, если известно, что трение составляет 45,0 Н.
Стратегия
Величина кинетического трения равна 45,0 Н. Кинетическое трение связано с нормальной силой
по
; таким образом, мы можем найти коэффициент кинетического трения, если сможем найти нормальную силу, действующую на лыжника.Нормальная сила всегда перпендикулярна поверхности, и поскольку нет движения перпендикулярно поверхности, нормальная сила должна равняться составляющей веса лыжника, перпендикулярной склону. (См. (Рисунок), на котором повторяется фигура из главы о законах движения Ньютона.)
Рисунок 6.14 Движение лыжника и трение параллельны склону, поэтому наиболее удобно проецировать все силы в систему координат, где одна ось параллельна склону, а другая перпендикулярна (оси показаны слева от лыжника. ).Нормальная силаперпендикулярно откосу, а трение
параллельно спуску, но вес лыжника
имеет компоненты по обеим осям, а именно
и
Нормальная сила
по величине равна
, чтобы не было движения перпендикулярно склону.
Однако
меньше
по величине, значит, есть ускорение вниз по склону (по оси x).
У нас
Подставляя это в выражение для кинетического трения, получаем
, который теперь может быть решен для коэффициента кинетического трения
Решение
Решение для
дает
Подставляя известные значения в правую часть уравнения,
Значение
Этот результат немного меньше, чем коэффициент, указанный на (Рисунок) для вощеной древесины на снегу, но он все же разумен, поскольку значения коэффициентов трения могут сильно различаться.В таких ситуациях, когда объект массой м скользит по склону, составляющему угол
с горизонталью, трение дает
В этих условиях все объекты скользят по склону с постоянным ускорением.
Мы уже обсуждали, что когда объект лежит на горизонтальной поверхности, нормальная сила, поддерживающая его, равна по величине его весу.
Кроме того, простое трение всегда пропорционально нормальной силе.Когда объект не находится на горизонтальной поверхности, как в случае с наклонной плоскостью, мы должны найти силу, действующую на объект, которая направлена перпендикулярно поверхности; это составляющая веса.
Теперь мы выведем полезное соотношение для расчета коэффициента трения на наклонной плоскости. Обратите внимание, что результат применим только к ситуациям, когда объект скользит с постоянной скоростью по рампе.
Объект скользит по наклонной плоскости с постоянной скоростью, если результирующая сила, действующая на объект, равна нулю.Мы можем использовать этот факт для измерения коэффициента кинетического трения между двумя объектами. Как показано на (Рисунок), кинетическое трение на склоне составляет
. Составляющая веса вниз по склону равна
. (см. Схему свободного тела на (Рисунок)). Эти силы действуют в противоположных направлениях, поэтому, когда они имеют одинаковую величину, ускорение равно нулю.
Выписывая их,
Решение для
находим, что
Положите монету на книгу и наклоните ее, пока монета не будет скользить по книге с постоянной скоростью.Возможно, вам придется слегка коснуться книги, чтобы монета двинулась. Измерьте угол наклона относительно горизонтали и найдите
.Обратите внимание, что монета вообще не начинает скользить, пока угол не превышает
достигается, поскольку коэффициент трения покоя больше, чем коэффициент кинетического трения. Подумайте, как это может повлиять на значение
.и его неопределенность.
Объяснение трения в атомном масштабе
Наиболее простыми аспектами трения, о которых до сих пор говорилось, являются его макроскопические (крупномасштабные) характеристики.За последние несколько десятилетий в объяснении трения в атомном масштабе были достигнуты большие успехи. Исследователи обнаруживают, что атомная природа трения имеет несколько фундаментальных характеристик.
Эти характеристики не только объясняют некоторые из более простых аспектов трения — они также содержат потенциал для развития среды, почти свободной от трения, которая могла бы сэкономить сотни миллиардов долларов энергии, которая в настоящее время преобразуется (без необходимости) в тепло.
(рисунок) иллюстрирует одну макроскопическую характеристику трения, которая объясняется микроскопическими (мелкомасштабными) исследованиями. Мы отметили, что трение пропорционально нормальной силе, но не величине площади контакта, что несколько противоречит здравому смыслу. Когда две шероховатые поверхности соприкасаются, фактическая площадь контакта составляет крошечную долю от общей площади, потому что соприкасаются только высокие точки. Когда прикладывается большая нормальная сила, фактическая площадь контакта увеличивается, и мы обнаруживаем, что трение пропорционально этой площади.
Рисунок 6.15 Две соприкасающиеся шероховатые поверхности имеют гораздо меньшую площадь фактического контакта, чем их общая площадь.
Когда нормальная сила больше в результате большей приложенной силы, площадь фактического контакта увеличивается, как и трение. Однако представление в атомном масштабе обещает объяснить гораздо больше, чем более простые особенности трения. Механизм генерации тепла сейчас определяется. Другими словами, почему при трении поверхности нагреваются? По сути, атомы связаны друг с другом, образуя решетки.Когда поверхность трутся, поверхностные атомы прилипают и заставляют атомные решетки вибрировать, по сути создавая звуковые волны, проникающие в материал. Звуковые волны уменьшаются с расстоянием, и их энергия преобразуется в тепло. Химические реакции, связанные с трением, также могут происходить между атомами и молекулами на поверхностях. (Рисунок) показывает, как острие зонда, проведенного по другому материалу, деформируется трением атомного масштаба. Можно измерить силу, необходимую для перетаскивания наконечника, и оказалось, что она связана с напряжением сдвига , которое обсуждается в разделе «Статическое равновесие и упругость».
Разница в напряжении сдвига значительна (более чем в
) и трудно предсказать теоретически, но напряжение сдвига дает фундаментальное понимание крупномасштабного явления, известного с древних времен — трения.
Рис. 6.16. Наконечник зонда деформируется вбок под действием силы трения, когда зонд перемещается по поверхности. Измерения того, как сила изменяется для разных материалов, дают фундаментальное представление об атомной природе трения.Пример
Блоки сдвижные
Два блока на (Рис.) Прикреплены друг к другу безмассовой струной, которая обернута вокруг шкива без трения. Когда нижний блок массой 4 кг тянется влево постоянной силой
верхний блок массой 2,00 кг скользит по нему вправо. Найдите величину силы, необходимой для перемещения блоков с постоянной скоростью. Предположим, что коэффициент кинетического трения между всеми поверхностями равен 0.400.
Рисунок 6.17 (a) Каждый блок движется с постоянной скоростью. (б) Диаграммы свободного тела для блоков.Стратегия
Мы анализируем движения двух блоков по отдельности. На верхний блок действует сила контакта нижнего блока. Составляющими этой силы являются нормальная сила
и сила трения
Прочие силы на верхнем блоке — это натяжение
в тетиве и вес самого верхнего блока, 19.6 Н. Нижний блок подвергается контактным силам со стороны верхнего блока и пола. Первое контактное усилие имеет составляющие
и
, которые представляют собой просто силы реакции на контактные силы, которые нижний блок оказывает на верхний блок. Составляющие силы контакта пола
и
Другие силы на этом блоке:
напряжение
и массой –39.2 Н.
Решение
Поскольку верхний блок движется горизонтально вправо с постоянной скоростью, его ускорение равно нулю как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях.
Из второго закона Ньютона,
Решая две неизвестные, получаем
и
Нижний блок также не ускоряется, поэтому применение второго закона Ньютона к этому блоку дает
Значения
и T были найдены с помощью первой системы уравнений.Когда эти значения подставляются во вторую систему уравнений, мы можем определить
и P . Их
Значение
Часто бывает сложно понять, в каком направлении рисовать силу трения. Обратите внимание, что каждая сила трения, обозначенная на (Рисунок), действует в направлении, противоположном движению соответствующего блока.
Пример
Ящик на грузовике-ускорителе
А 50.0-килограммовый ящик стоит на платформе грузовика, как показано на (Рисунок). Коэффициенты трения между поверхностями
.и
Найдите силу трения обрешетки, когда грузовик ускоряется вперед относительно земли: (a) 2,00 м / с 2 и (b) 5,00 м / с 2 .
Стратегия
Силы, действующие на ящик, — это его вес, а также нормальные силы и силы трения, возникающие при контакте с кузовом грузовика. Начнем с , предполагая, что , что ящик не скользит. В этом случае сила трения покоя
действует на обрешетку. Кроме того, ускорение ящика и грузовика одинаковое.
Решение
- Применение второго закона Ньютона к ящику с использованием системы отсчета, прикрепленной к земле, дает
Теперь мы можем проверить справедливость нашего предположения об отсутствии проскальзывания.Максимальное значение силы статического трения —
., тогда как фактическая сила статического трения, которая действует, когда грузовик ускоряется вперед на
.— это всего лишь
Таким образом, предположение об отсутствии скольжения действительно.
- Если ящик должен двигаться вместе с грузовиком, когда он ускоряется на
сила трения покоя должна быть
Поскольку это превышает максимальное значение 196 Н, ящик должен соскользнуть.Таким образом, сила трения кинетическая и составляет
.Горизонтальное ускорение ящика относительно земли теперь определяется из
.
Значение
Относительно земли грузовик ускоряется вперед на
.и ящик ускоряется вперед на
. Следовательно, ящик скользит назад относительно платформы грузовика с ускорением
.Пример
Сноуборд
Ранее мы проанализировали ситуацию, когда горнолыжник движется с постоянной скоростью, чтобы определить коэффициент кинетического трения.Теперь давайте проведем аналогичный анализ, чтобы определить ускорение. Сноубордист (Рисунок) скользит по склону с уклоном
.к горизонтали. Коэффициент кинетического трения между доской и снегом
.Какое ускорение у сноубордиста?
Рис. 6.19. (a) Сноубордист спускается по склону с уклоном 13 ° к горизонтали. (б) Схема свободного тела сноубордиста.Стратегия
Силы, действующие на сноубордистку, — это ее вес и сила контакта на склоне, которая имеет составляющую, перпендикулярную склоне, и составляющую вдоль склона (сила кинетического трения).Поскольку она движется по склону, наиболее удобной системой отсчета для анализа ее движения является система с осью x вдоль и осью y , перпендикулярной склону. В этой системе координат и нормальная сила, и сила трения лежат по координатным осям, компоненты веса равны
., а единственное ускорение — по оси x —
Решение
Теперь мы можем применить второй закон Ньютона к сноубордисту:
Из второго уравнения
Подставив это в первое уравнение, находим
Значение
Обратите внимание на это уравнение, что если
достаточно маленький или
достаточно большой,
отрицательный, то есть сноубордист тормозит.
Проверьте свое понимание
Сноубордист спускается с холма с уклоном
. Какое ускорение у лыжника?
[show-answer q = ”fs-id1165037850930 ″] Показать решение [/ show-answer]
[скрытый-ответ a = ”fs-id1165037850930 ″]
; отрицательный знак означает, что сноубордист замедляется.
[/ hidden-answer]
Оценка и снижение опасностей массового передвижения Как мы видели вентиляционные отверстия для массового движения могут быть чрезвычайно опасными и привести к гибели людей и свойство.Но в большинстве случаев области, подверженные таким опасностям, можно распознать. с некоторыми геологическими знаниями можно стабилизировать склоны или избежать их, а системы предупреждения могут быть размещены так, чтобы свести к минимуму такие опасности. Оценка опасности Если мы посмотрим на истории катастроф массового движения, о которых говорилось выше, во всех
случаи, рассматривающие событие в ретроспективе, показывают нам, что были условия, которые должны
сообщили нам, что до события существовала опасная ситуация.
Поскольку обычно есть свидетельства в виде отличительных месторождений и геологических построек, оставленных недавними массовыми перемещениями, возможно, при наличии ресурсов, строить карты всех территорий, подверженных возможным опасностям массового передвижения.См. Карту опасностей оползней USGS в США. С. — http://landslides.usgs.gov/learning/nationalmap/. Более подробные карты штата и местности можно найти, и большинство из них доступно в Интернете. Планировщики могут использовать такие карты опасностей для создания
решения о политике землепользования в таких областях или, как будет обсуждено ниже, шаги могут
быть приняты для стабилизации склонов, чтобы попытаться предотвратить катастрофу. Прогноз Краткосрочное прогнозирование событий массового движения несколько более проблематично.Для
события, вызванные землетрясением, те же проблемы, которые присущи прогнозированию землетрясений
присутствуют. События, вызванные дестабилизацией откоса и подрезанием, требуют
постоянное внимание тех, кто занимается или наблюдает за склонами, многие из которых не
осведомлены о проблемах, присущих таким процессам. Опасности массового передвижения от
извержения вулканов можно предсказать с той же степенью уверенности, что и вулканические
извержения можно предсказать, но, опять же, необходимо осознавать угрозу и предупреждать
быть внимательным.Гидрологические условия, такие как сильные осадки, можно прогнозировать с помощью
некоторая уверенность, и могут быть сделаны предупреждения для областей, которые могут быть подвержены
процессы массового движения, вызванные такими условиями. Некоторые предупреждающие знаки можно распознать индивидуально, наблюдая за вещами. вокруг вас:
Профилактика и смягчение последствий
Однако некоторые склоны невозможно стабилизировать. В этих случаях людям следует избегать эти районы или использовать их для целей, которые не увеличивают уязвимость жизни или собственности к опасностям массового передвижения. |
Тем не менее, это трудно понять
какой именно склон холма из миллионов существующих будет уязвим для события
вызвано сильным дождем. 
опасности.Иногда массовых передвижений можно избежать, используя инженерные приемы.
чтобы уклон был более устойчивым. Среди них:15.1 Факторы, влияющие на устойчивость откосов — Физическая геология, Первый университет Саскачевана, издание
Каменный блок, расположенный на склоне скалы, притягивается силой тяжести к центру Земли (вертикально вниз, Рисунок 15.2). Мы можем разделить вертикальную гравитационную силу на две составляющие (вектора) относительно наклона: одна тянет блок вниз параллельно склону (сила сдвига ), а другая тянет блок непосредственно внутрь (т. Е. Перпендикулярно) наклонной поверхности. наклон (нормальная сила ).
Сила сдвига тянет блок вниз по склону, но блок не перемещается, если сила сдвига не преодолевает (превышает) трение между блоком и откосом.
Это трение, удерживающее блок на склоне, может быть довольно слабым, если блок откололся от основной массы породы, или может быть очень сильным, если блок все еще связан с другой породой на склоне.Прочность связи между блоком и откосом называется прочностью на сдвиг . Например, на рисунке 15.2a сила сдвига больше, чем сила сдвига, поэтому блок не будет двигаться. На рисунке 15.2b наклон более крутой, а сила сдвига примерно равна прочности на сдвиг. Блок может двигаться или не двигаться в этих обстоятельствах. На рисунке 15.2c наклон еще круче, поэтому сила сдвига значительно превышает прочность на сдвиг, и блок будет двигаться.
В (c) сила сдвига больше прочности на сдвиг, поэтому блок будет двигаться. Источник: Стивен Эрл (2015) CC BY 4.0. посмотреть источник Склоны образованы поднятием земной коры и изменены в результате эрозии. В областях с относительно недавним поднятием (таких как большая часть Британской Колумбии и западная часть Альберты в Канаде) склоны, как правило, довольно крутые. Это особенно верно там, где имело место оледенение, потому что ледники в горной местности создают крутые U-образные долины. В районах, где недавно не было поднятий (например, в центральной части Канады), склоны менее крутые, поскольку они подвергались эрозии, включая массовое истощение, в течение длительных периодов времени.Обратите внимание, что потеря массы может происходить даже на относительно пологих склонах, если напряжение сдвига, действующее на материалы, превышает их прочность на сдвиг.
Прочность материалов на склонах может сильно различаться. Твердые породы имеют тенденцию быть прочными, но прочность породы варьируется в широких пределах, так что это не всегда так.
Если рассматривать только прочность пород и игнорировать такие вопросы, как трещиноватость и расслоение, то большинство кристаллических пород (например, гранит, базальт или гнейс) очень прочны, в то время как некоторые метаморфические породы (например.g., сланец) умеренно крепкие. Осадочные породы имеют переменную прочность. Доломиты и некоторые известняки являются прочными, большинство песчаников и конгломератов — умеренно прочными, а некоторые песчаники и все аргиллиты — довольно слабыми.
Трещины, метаморфическая слоистость (исключая гнейсовидность и полосчатость) или напластование могут значительно снизить прочность породы. В контексте массового истощения это наиболее важно, если плоскости ослабления параллельны уклону, и наименее критичны, если они перпендикулярны склону.Это показано на рисунке 15.3. В точках A и B наслоение почти перпендикулярно склону, а слои породы относительно стабильны. В точке D залегание почти параллельно склону, а слои породы относительно неустойчивы.
В точке C наслоение почти горизонтально, а устойчивость находится между двумя крайними значениями.
Внутренние различия в составе и структуре горных пород могут существенно повлиять на их прочность. Сланец, например, может иметь слои, богатые листовыми силикатами (слюдами), и они будут иметь тенденцию образовывать слабые слои. Некоторые минералы, как правило, более подвержены выветриванию, чем другие, а продукты выветривания обычно довольно непрочны (например, глина, образованная из полевого шпата). Сторона пика Джонсон, обрушившаяся в 1965 году (оползень Надежды), образована хлоритовым сланцем (метаморфизованный базальт морского дна), внутри которого находятся пороги, содержащие полевой шпат.Слоистость и пороги параллельны крутому склону.
Сланец вначале относительно слаб, а полевой шпат в подоконниках, который был преобразован в глину, делает его еще слабее.
Неконсолидированные отложения обычно более слабые, чем осадочные породы, потому что они не цементируются и, в большинстве случаев, не подвергались значительному сжатию вышележащими материалами. Неконсолидированные отложения все еще могут связываться друг с другом, и сила этого связывания называется когезией. Связный осадок прочно связывается, и если вы поднимете его лопатой, он склеится в комок (например,г., песок с примесью глины, глина). Слабосвязанный осадок слабо связан и, вероятно, развалится, если вы поднимете его лопатой (например, песок, ил). Отложения, которые составляют скалы в Пойнт-Грей, Ванкувер, Британская Колумбия. включают песок, ил и глина, перекрытые песком. Более мелкие отложения на Пойнт-Грей относительно сплочены (они имеют крутой наклон, рис. 15.4 слева). Вышележащий песок не очень когезионный (относительно слабый) и имеет более пологий уклон, потому что в песчаных отложениях много обрывов склона.
В отличие от отложений с плохой связью, ледниковый тилль может быть таким же прочным, как и некоторые осадочные породы.Ледниковый тилл обычно представляет собой смесь глины, ила, песка, гравия и более крупных обломков и форм и спрессован под слоем ледникового льда толщиной от десятков до тысяч метров (рис. 15.4, справа).
Помимо типа материала на склоне, количество воды, которое содержит материал, является наиболее важным фактором, определяющим его прочность. Это особенно верно для неконсолидированных материалов (например, рис.
15.4), но это также относится и к каменным массивам. Гранулированные отложения, такие как песок в Пойнт-Грей, имеют множество пор между зернами.Эти пространства могут быть полностью сухими (заполнены только воздухом), влажными (некоторые пространства заполнены водой) или полностью насыщенными (рис. 15.5).
Неконсолидированные отложения имеют тенденцию быть наиболее прочными, когда они влажные, потому что небольшое количество воды на границах зерен удерживает зерна вместе из-за поверхностного натяжения. Поверхностное натяжение — это натяжение на поверхности жидкости, которое позволяет жидкости противостоять внешней силе. Жидкости всегда имеют как можно меньшую площадь поверхности; это происходит потому, что молекулы на поверхности жидкости притягиваются к молекулам, находящимся под поверхностью).Это свойство жидкой воды позволяет насекомым ходить по ней. Сухие отложения удерживаются вместе только за счет трения между зернами, и если они хорошо отсортированы или хорошо округлены, или и то, и другое, это сцепление будет слабым из-за минимального контакта зерна.
Насыщенные отложения, как правило, самые слабые, потому что вода раздвигает зерна, уменьшая трение между ними. Вода также снижает прочность твердой породы, если она имеет пористость, трещины, плоскости напластования и / или зоны, содержащие глину, особенно когда порода насыщена водой (условия насыщения).
Давление воды — важный фактор в разрушении откоса. По мере того, как вы продвигаетесь глубже в насыщенный осадок, давление воды возрастает из-за силы тяжести, действующей на столб воды над ним; это давление называется гидростатическим давлением. Чем больше глубина ниже поверхности уровня грунтовых вод (точка, где скала или отложения насыщены), тем больше давление воды, действующее на материалы.В дорожных выемках часто просверливают отверстия, чтобы вода могла стекать и снижать давление воды. Одна из гипотез, выдвинутая для объяснения Слайда Надежды 1965 года, заключается в том, что холодные зимние условия вызвали замерзание небольших источников в нижней части склона, что не позволило воде вытекать.
Возможно, что давление воды внутри склона постепенно увеличивалось, ослабляя массив породы до такой степени, что прочность на сдвиг уже не превышала силу сдвига.
Вода также оказывает интересное воздействие на глинистые материалы.Все глинистые минералы впитывают небольшое количество воды, что снижает прочность глины. Смектитовые глины (такие как бентонит, используемый в наполнителе для кошачьих туалетов) могут поглощать много воды, и эта вода раздвигает глиняные листы на молекулярном уровне, что приводит к разбуханию глины. Разросшийся таким образом смектит почти не имеет прочности; он очень скользкий. Таким образом, склоны, содержащие смектитовую глину, с большей вероятностью испытают обрушение откоса, когда они насыщены.
Вода может увеличить массу материала на склоне, потому что масса воды является составляющей общей массы материала склона.Это увеличивает гравитационную силу, притягивающую материалы откоса вниз. Водонасыщенный осадок с пористостью 25% весит примерно на 13% больше, чем когда он полностью высохнет, поэтому сила гравитационного сдвига также на 13% выше.
В ситуации, показанной на рис. 15.2b, увеличения усилия сдвига на 13% достаточно, чтобы преодолеть сопротивление сдвигу, и блок сдвинется вниз по склону.
Упражнение 15.1 Песок и вода
Источник: Стивен Эрл (2015) CC BY 4.0.Просмотреть источник
Если вы когда-нибудь были на пляже, вы уже знаете, что песок ведет себя иначе, когда он сухой, чем когда он мокрый. Следующий эксперимент продемонстрирует прочность песка, когда он сухой, влажный и насыщенный.
Найдите примерно полстакана чистого сухого песка (или возьмите немного влажного песка и высушите его), а затем вылейте его из руки на лист бумаги. У вас должна получиться конусообразная свая с уклоном ~ 30 °. Если насыпать в кучу больше песка, она станет больше, но уклон останется прежним.
Теперь добавьте воды в песок, чтобы он стал влажным. Один из способов сделать это — добавить достаточно воды, чтобы пропитать песок, а затем дать воде стечь в течение минуты. У вас должно получиться сформировать из этого влажного песка крутую кучу (с уклоном ~ 80 °).
Наконец, насыпьте в чашку немного песка и наполните ее водой, чтобы песок был покрыт. Покрутите его так, чтобы песок оставался во взвешенном состоянии, а затем быстро вылейте его на плоскую поверхность. Он должен распространяться на большой площади, образуя кучу с уклоном всего в несколько градусов.
В предыдущем разделе мы обсудили силу сдвига и сопротивление сдвигу материалов на склонах, а также факторы, которые могут уменьшить сопротивление сдвигу. Сила сдвига в первую очередь связана с углом наклона, и как только угол наклона задан, сила сдвига остается постоянной. Но прочность на сдвиг может быстро измениться по разным причинам. События, которые приводят к быстрому снижению прочности на сдвиг, являются спусковыми механизмами для массового истощения.
Повышение содержания воды — наиболее частая причина массового истощения.Это может быть результатом быстрого таяния снега или льда, сильного дождя или других событий, которые изменяют структуру потока воды на материале и через него.
Быстрое таяние может быть вызвано резким повышением температуры (например, весной или в начале лета) или извержением вулкана. Сильные дожди обычно связаны со штормами. Примером крупного обрушения склона, вызванного увеличением содержания воды, был оползень Осо, произошедший в штате Вашингтон, США в 2014 году (рис. 15.6). Поток похоронил сообщество Steelhead Haven и убил 43 человека.
Изменения в структуре потока воды могут быть вызваны землетрясениями, плотинами ручьев с предыдущего склона или человеческими сооружениями, которые мешают стоку (например, здания, дороги или автостоянки). Примером этого является смертоносный селей в 2005 году в Северном Ванкувере, Британская Колумбия. Этот обрыв склона произошел в районе, где ранее были обрывы откоса.В отчете, написанном в 1980 году, муниципальным властям и жителям рекомендовалось принять меры для решения проблем дренажа с поверхности и на склонах.
К сожалению, мало что было сделано для улучшения ситуации или принятия мер, которые могли бы предотвратить обрушение склона 2005 года. Авария произошла во время дождливого периода, но, вероятно, была вызвана избыточным стоком, связанным с дорогами на вершине этого склона, а также особенностями ландшафта, включая добавление насыпи на задние дворы в области выше аварии.
В некоторых случаях снижение содержания воды может привести к выходу из строя.Это наиболее часто встречается с чистыми песчаными отложениями (например, верхний слой на рис. 15.4 (слева)), который теряет часть своей прочности, когда большая часть воды вокруг зерен удаляется (т. Е. Когда содержание воды в песке падает, поверхностное натяжение уменьшается).
Замерзание и оттаивание также могут вызвать некоторые формы массового истощения, например, оттаивание может высвободить глыбу породы, которая была заморожена до склона пленкой льда.
Еще один процесс, который может ослабить массив породы или осадка, — это сотрясение.
