田径场上的数学
赖世华
在一次运动会上,小明向老师提出了这样的一个问题:为什么在进行 200
米或 400 米赛跑时,运动员都不是并排站在同一起跑线上,而是跑外圈的人的起跑点要比跑内圈的人的起跑点超前呢?
老师告诉他说,这是一个数学问题。一般赛跑的运动场地,它的内圈长为 400 米,弯道半径 36 米,每条跑道宽 1.21 米。很明显,外圈自然比内圈
长。跑 200 米的运动员要经过一个直跑道和一个弯跑道的,跑直跑道的长度是相同的。运动员的终点在一条直线上,所以,必须把外圈的人的起点逐步朝前移,排成阶梯形。
在老师的启发下,小明联系刚学过的圆的知识,他想:200 米跑道的起跑线是怎么定的呢?
小明思考后说:“第一跑道(最内圈),弯道圆周长的一半是(36+1.2
÷2)×2×3.14÷2=114.9(米),直道还要跑 200-114.9=85.1 米;第二跑道比第一跑道的弯道圆周长的一半多 1.2×3.14≈3.77(米),第二跑道的起跑线应提前 3.77 米⋯⋯”
老师对小明的想法表示赞赏。但小明并不满足,他 将自己继续思考的结果告诉了大家:
1,如果我们学校操场的弯道半圆的半径不是 36 米,是不是 200 米起跑线也是这样定呢?在刚才的计算中,3.77 与半径 36 米并没有关系,主要是由跑道的宽度来决定。起跑点前移的米数=跑道的宽度×3. 14。
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内圈弯道半径决定弯道部分的长度,从而也决定直道部分的长度。
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400 米有两个弯道,所以相邻两个跑道的起跑点之间的距离会更大些。
同学们对小明的发言报以热烈的掌声。