9.003 9830

Sportcipők sarkában szokott lenni "légbuborék".

a)  Newton II. törvénye segítségével magyarázd meg, miért előnyösebb légbuborékos sarkú cipőben ugrálni ("kemény talpú" cipőhöz képest)!

Lecsökkenti a talpunkra ható erő nagyságát.

Amikor ugráláskor az ember talpa leérkezik a talajra, olyankor az embernek van valamekkora \(v\) sebessége. Ez a sebesség le kell csökkenjen nullára. Vagyis az embernek lesz egy \(\Delta v\) sebességváltozása a becsapódás során. Newton II. törvénye szerint

\[F=m\cdot a\]

vagyis gyorsulás létrejöttéhez mindig erő szükséges. 

Az \(a\) gyorsulás definíciója:

\[a=\frac{\Delta t}{\Delta t}\]

Ezt beírva:

\[F=m\cdot \frac{\Delta v}{\Delta t}\]

A cipő leérkezésekor a rugalmas légbuborék össze tud préselődni (ellentétben egy merev talppal). Az összepréselődés azt eredményezi, hogy az ember lelassulása időben elnyújtabban, lassabban fog lezajlani. Vagyis a \(\Delta v\) sebességváltozás nagyobb \(\Delta t\) idő alatt fog bekövetkezni. Ez azt eredményezi, hogy a \(\displaystyle \frac{\Delta v}{\Delta t}\) hányados nevezője megnő. Ha egy tört nevezője megnő, attól a tört értéke lecsökken. Vagyis amikor az ember a becsapódás során (a légbuborék hatása miatt) a vékony cipőtalpú esethez képest lassabban, hosszabb idő alatt veszíti el a sebességét, emiatt kisebb lesz a gyorsulása, ahhoz kisebb \(F\) erő lesz szükséges, amit ugye a talaj fejt ki az emberre. Vagyis a talaj a légbuborékos cipőben nem nyomja nagy erővel a talpunkat, így a nyomóerő nem terheli meg az ízületeket, emiatt aztán kisebb eséllyel fog a térdünk, bokánk megfájdulni, vagy akár károsodni.