Главная Работы на конкурс Предметное образование Физико-математические дисциплины Исследовательская работа «Влияние особенности конструкции и материалов на упругие свойства футбольного мяча»

Исследовательская работа «Влияние особенности конструкции и материалов на упругие свойства футбольного мяча»

Автор: Вагин Андрей Витальевич

Место работы/учебы (аффилиация): МАОУ «Лицей № 67 г. Челябинска», Челябинская область, 8 класс

Научный руководитель: Акимов Дмитрий Витальевич

Целью данного исследования является изучение конструкции и материалов футбольного мяча и их влияние на его свойства.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

  1. Изучить строение мяча;
  2. Выяснить, как разные материалы влияют на упругость, отскок и управляемость мяча, т.е. определить, какие свойства делают мяч более «прыгучим» и предсказуемым в полете;
  3. Сделать вывод об строение и свойствах мяча и понять, как выбранные материалы и конструкция влияют на них;
  4. Провести эксперимент и сформировать рекомендации по выбору мяча для игры в футбол на уроках физкультуры.

Объект исследования — футбольные мячи различного конструктивного исполнения и материалов изготовления.

Предмет исследования — упругие свойства футбольных мячей (коэффициент восстановления, высота отскока, управляемость), определяемые особенностями их конструкции и материалами внешнего покрытия, подкладки и камеры.

В работе применялись следующие методы:

  • Теоретический анализ литературы и нормативных документов — изучение Правил игры в футбол (IFAB), научно-популярных и технических источников о материалах и конструкции мячей.
  • Сравнительный анализ — сопоставление характеристик мячей из разных материалов (PVC, TPU, PU) по таким параметрам, как упругость, износостойкость, влагостойкость и стоимость.
  • Экспериментальный метод — проведение натурных испытаний по определению коэффициента восстановления (отскока) мячей при различных условиях (разные материалы, разное внутреннее давление).
  • Математическая обработка данных — расчёт коэффициента восстановления по формуле, статистическая обработка результатов измерений (вычисление средних значений, оценка погрешностей).
  • Визуализация данных — представление результатов в виде таблиц и графиков для наглядного сравнения и интерпретации.

Гипотеза исследования: Мы предполагаем, что упругие свойства футбольного мяча (высота и стабильность отскока, управляемость) существенно зависят от материала внешнего покрытия и внутреннего давления.

В рамках данного исследования была достигнута поставленная цель: изучено влияние конструктивных особенностей и материалов на упругие свойства футбольного мяча. В процессе работы были последовательно решены все задачи, что позволило получить следующие основные результаты:

  • · Анализ строения мяча показал, что современный футбольный мяч представляет собой сложную многослойную систему, где каждый элемент (покрышка, подкладка, камера) вносит вклад в формирование его упругих характеристик. Ключевыми факторами, определяющими поведение мяча, являются материал внешнего покрытия, способ соединения панелей, тип подкладки и внутреннее давление.
  • · Физическое обоснование игровых свойств мяча позволило установить, что упругость формируется за счёт упругости сжатого воздуха в камере и эластичности материалов оболочки. Коэффициент восстановления (отскока) является объективной количественной мерой упругости, а управляемость в полёте объясняется эффектом Магнуса.
  • · Сравнительный анализ материалов внешнего покрытия выявил существенные различия в их свойствах. Наилучшие показатели упругости и управляемости демонстрируют полиуретан (PU) и термополиуретан (TPU), тогда как ПВХ (PVC) отличается более низкой эластичностью и стабильностью.
  • Экспериментальная часть подтвердила теоретические выводы. Установлено, что:
  • · Коэффициент восстановления напрямую зависит от материала покрытия: максимальное значение показал мяч из PU (K=0,80), близкий результат — TPU (K=0,78), наименьший — PVC (K=0,74).
  • · Внутреннее давление является критически важным параметром: повышение давления с 0,6 до 1,1 атм увеличивает коэффициент восстановления мяча из TPU с 0,70 до 0,82.
  • · Материалы PU и TPU обеспечивают высокую стабильность отскока, тогда как PVC характеризуется большим разбросом результатов.

Гипотеза исследования полностью подтвердилась: упругие свойства футбольного мяча действительно существенно зависят как от материала внешнего покрытия, так и от внутреннего давления.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Смотреть похожие работы

Исследовательская работа «Изучение эффективности методов психологической подготовки юных регбистов»

Цель исследования заключается в изучении роли психологической подготовки в тренировочном процессе регбистов. Задачи, необходимые для достижения цели: Изучить научную и методическую литературу по теме исследования. Выявить, какое влияние оказывают вне…
Посмотреть работу

Исследовательская работа «Эволюция волейбола через призму исторических дат»

Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы

Цель исследования — на основе анализа ключевых этапов создать наглядную ленту времени, визуализирующую историю волейбола. Задачи включают: выявление и анализ основных исторических точек; оценку влияния изменений правил и технологий; разработку критер…
Посмотреть работу

Исследовательская работа «Математический праздник как элемент познавательной активности в 5–х классах»

Главная цель проекта — организация увлекательного Математического праздника для повышения их заинтересованности в изучении математики и развития логического мышления. Актуальность: Переход учеников в 5-й класс часто является трудным этапом, вызывающи…
Посмотреть работу

Исследовательская работа «Криптография и математика: история и современность»

Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы

Цель — исследовать методы криптографии и создать простой шифр на основе математических принципов. Задачи включают изучение основных принципов, разработку шифра, иллюстрирующего их применение, и оценку устойчивости к атакам, что демонстрирует влияние…
Посмотреть работу

Статья «Функциональный тренинг как инновационный метод физического воспитания студентов технических вузов»

Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы

Статья рассматривает функциональный тренинг как эффективный метод для студентов технических вузов, учитывающий специфику их профессиональной деятельности (сидение за компьютером, нарушения осанки). Автор анализирует его преимущества: развитие координ…
Посмотреть работу

Исследовательская работа «Математика в архитектуре и строительстве»

Цель: Научиться решать математические задачи, применяемые в архитектуре, что поможет в дальнейшей учёбе в вузе и профессиональной деятельности. Задачи: Изучить и проанализировать темы школьной математики, используемые в архитектуре (например, геометр…
Посмотреть работу

Конкурс, в котором работа участвует

VIII Международный конкурс исследовательских работ школьников «Research start» 2025/26

Направление

Физико-математические дисциплины

Форма представления работы

Исследовательская работа

Ключевые слова

Проект "Математика вокруг нас", Проект по физической культуре

Дата публикации работы

24.01.2026