Как спортсмены над законами физики насмехаются
Казалось бы, быстрее, выше и сильнее уже некуда. Рекорды в спорте - за пределами человеческих возможностей, но атлеты усовершенствуют их снова и снова.
Роберто Карлос vs французские ученые
Больше 10 лет ученые пытались разгадать тайну гола бразильца Роберто Карлоса в ворота сборной Франции (1997 год, товарищеский матч). Комментаторы прозвали тот невероятный удар "противоречащим законам физики". Физиков это не на шутку задело - и те принялись составлять уравнение этого шедевра.
Поработать было над чем. Тогда, напомним, после удара со штрафного с 35 метров мяч по неимоверной траектории обогнул стенку из французских футболистов и, словно пилотируемый, по замысловатой дуге "свернул" в ворота так, что голкипер Фабьен Бартез оторопел - даже с места не пошевелился!
Кристоф Клане и его коллеги из Парижской политехнической школы сделали все возможное, чтобы доказать - законы физики могут объяснить этот суперудар. Ученые провели серию опытов с пластиковым шариком, который размещали в воде и исследовали эффект его вращения.
Выяснилось, что если ударить по мячу с достаточно большого расстояния и весьма сильно, то поступательная скорость падает намного быстрее темпа вращения вокруг оси. Траектория закругляется все сильнее, по спирали, наподобие раковины улитки.
Влиянием гравитации в этом случае можно пренебречь:
- В футболе часто можно увидеть траектории, которые напоминают идеальный полет по спирали, но гравитация его "портит". Но если ударить так сильно, как Карлос, то влияние силы притяжения можно свести к минимуму, - заявили научные светила.
Бокс: шея всему голова
Не нужно быть ученым, чтобы понять, что на боксерский ринг выходят сверхлюди. Для начала надо просто отважиться туда ступить ногой, зная, что "вес" удара Владимира Кличко, например, составляет около 700 кг. Известно, что сила удара Майка Тайсона в лучшие годы была около 800 кг. Но ведь многие соперники эти удары терпят и даже остаются после них на ногах! Как такое возможно вообще?!
Этим феноменом уже давно заинтересовались биомеханики. И доказали, что в боксе важно иметь не "железный подбородок", как часто говорят, а крепкую шею.
По результатам исследований, лишь около 30% энергии при ударе принимает на себя голова. Остальное приходится на кулаки того, кто бьет, и шею "принимающей стороны". То есть фактически шея выступает в роли "пружины", которая сопротивляется удару, возвращая голову в исходное положение.
Фигуристы - как космонавты
Проявляют научный интерес и к зимним видам спорта. Известно, что фигуристы во время вращений испытывают перегрузки, сравнимые с теми, что выпадают на долю космонавтов во время взлета. А при этом спортсмен еще должен держать равновесие и контролировать, чтобы вращение происходило в одной точке (иначе ведь судьи накажут лишением баллов).
Естественно, фигуристам приходится не только технику оттачивать, но и тренировать вестибулярный аппарат. Например, с помощью специальной диск-платформы с электроприводом. Скорость вращения на подобном тренажере регулируется до 5 оборотов в секунду. При работе в максимальном режиме возникает центробежное ускорение с перегрузкой в 9 G (космонавты во время полета испытывают 5 - 7 G)!
Болтом заинтересовались химики
Легкая атлетика - еще одна сфера исследований современной науки. Особый интерес, конечно же, вызывает легендарный спринтер Усейн Болт. По мнению физиков, строение тела девятикратного олимпийского чемпиона никак не способствует тому, чтобы добиваться таких рекордов в беге.
Судите сами, рост Болта - 195 см. Это достаточно много для бегуна. Такое длинное и мощное тело тяжело не только разогнать, но и удерживать на высокой скорости.
Еще одна особенность Болта - его широкий шаг. Если среднестатистическая длина шага у бегунов составляет 1,5 - 1,8 м, то у Болта она равна почти двум с половиной метрам! Но исследователей впечатляет даже не это (в конце концов, ноги-то у Молнии тоже не короткие). А то, с какой частотой Усейн делает эти шаги, - около пяти в секунду! Что противоречит всем расчетам биомехаников!
Не найдя никаких объяснений феномену Болта, физики передали его "для исследований" химикам. Те говорят, что Усейн, вероятно, обладает уникальной структурой мышечных и нервных волокон.
Нагрузки фигуристов на льду
|
|
При приземлении на лед после прыжка колени и голеностоп спортсмена выдерживают нагрузку в 500 кг
Попробуйте попрыгать босиком с мешком картошки на плечах.
|
|
Перед прыжком фигурист разгоняется до 7 метров в секунду
Это почти 25 км/час, средняя скорость велосипедиста
|
|
Когда фигурист в движении держит на руках партнершу, на его спину ложится нагрузка до 800 кг
Столько весит взрослый бурый медведь
|
|
При четверном тулупе спортсмен делает 5 оборотов в секунду
Стиральная машина во время отжима делает 6 оборотов в секунду
|
В сложных фигурах пульс спортсмена может достигать 200 ударов в минуту
У здорового взрослого человека обычный пульс 60 - 80 ударов в минуту
КСТАТИ
Вратарь, не моргай!
С тем, что в футболе очень важна быстрота реакции, вряд ли кто-то будет спорить. Особенно это касается голкиперов, конечно.
При этом, как утверждают физики, время реагирования самых ловких вратарей мира находится в пределах 0,05 - 0,1 секунды. Рассчитываются эти данные очень просто: 0,05 с - это время, за которое мозг распознает объект, который видит человек. А 0,1 с - время, за которое мозг успевает полностью подготовиться к работе.
При этом элементарное мигание глаз (0,2 - 0,5 с) может существенно замедлить реакцию и ухудшить шансы вратаря при отражении штрафного или пенальти. Ученые советуют в это время даже не моргать.
