Експерт пояснює: чому спис летить так, як він летить

Доктор Арнаб Бхаттачарія, професор кафедри фізики конденсованих середовищ і матеріалознавства Інституту фундаментальних досліджень Тата, Мумбаї, пояснює фізику та історію спорту.

Нірадж Чопра в дії під час фіналу метання списа серед чоловіків на Олімпійських іграх 2020 у Токіо. (Reuters)

Тоді як Індія здобула славу Перемога Ніраджа Чопра У киданні списа серед чоловіків на Олімпійських іграх у Токіо минулого тижня мало хто знали б, що змусило металевий спис, кинутий чоловіком з Паніпата, пролетіти понад 87,58 м, щоб отримати першу золоту медаль з легкої атлетики для незалежної Індії.

Доктор Арнаб Бхаттачарія, професор кафедри фізики конденсованих речовин і матеріалознавства Інституту фундаментальних досліджень Тата, Мумбаї, звернувся до Twitter, щоб пояснити фізику та історію спорту.

Хоча фізика середньої школи говорить, що для максимальної дальності снаряд повинен бути запущений під кутом 45 градусів, це правда лише тоді, коли запуск і ціль знаходяться на одній висоті, — написав він у Twitter. Він пояснив, що під час метання списа запуск знаходиться приблизно на 2 м над землею, а ціль знаходиться на землі, і тут задіяно багато аспектів аеродинаміки. Таким чином, оптимальний кут становить ~36 градусів.

Ключова концепція полягає в тому, що центр тяжіння повинен бути попереду (4 см) від центру тиску. Це вже закладено в дизайні сучасного списа. Форма і розподіл ваги списа такі, що центр ваги знаходиться попереду центру тиску. Гравець тримає його навколо центру ваги під час кидка, пояснив професор Бхаттачарія в електронному листі на адресу indianexpress.com .

Професор підкреслив, що розмір, форма, мінімальна вага, центр ваги списа, обробка поверхні (без грубої фарби, ямок тощо), а також дозволена техніка метання регулюються Міжнародною асоціацією легкоатлетичних федерацій. Спис повинен постійно занурюватися під час польоту, а вістря має вдаритися об землю першим.

Іншими змінними, які визначають траєкторію та кінцеву дистанцію, що кидається, є початковий розгін, кутовий момент, динаміка вивільнення (швидкість, висота, кут). Згідно зі статтею в talk.com, середня максимальна швидкість розбігу елітного метателя коливається від 5-6 м/с (20 км/год), а елітні метатели випускають спис зі швидкістю 28-30 м/с (100 км/год). .

Професор Бхаттачарія додає, що кут атаки, напрямок і швидкість вітру, температура повітря і щільність також відіграють важливу роль. Дивлячись чисто на фізику кидка – для списа підняття з повітря є важливим фактором. Нижча температура повітря означає трохи більш щільне повітря, що дає трохи більше підйому, що дозволяє подолати трохи більше відстань. Ці ефекти будуть невеликими, але пам’ятайте, що на Олімпіаді ви можете побити рекорд або пропустити медаль лише на кілька мм, пояснив він.

Метання списа — це рідкісна подія, коли ІААФ втрутилася, щоб змінити правила, щоб примусово зменшити дистанцію кидка, оскільки зміни (на основі фізики!), такі як порожнистий, дизайнерський поперечний переріз, текстура поверхні, зробили списи більш аеродинамічними, — написав він у Твіттері.

Відповідаючи на запитання, чи є ще якісь зміни, які можна внести на основі фізики, він пояснив, що IAAF подбала про те, щоб уникнути високотехнологічних хитрощів, які можуть підвищити продуктивність, які будуть доступні лише людям, які можуть дозволити собі витратити ресурси. всі види аеродинамічного моделювання та створюйте кращі списи...

Інформаційний бюлетень| Натисніть, щоб отримати найкращі пояснення за день у папку 'Вхідні'.

Я дуже хотів би побачити, чи хтось зможе знайти інший спосіб його кидання, який змусить спис піти далі. Звичайно, у сучасному світі, враховуючи, що ви маєте доступ до потужних обчислень і всіляких датчиків, учасникам із багатими ресурсами було б простіше пограти з різними стилями метання та побачити, що може працювати краще, залишаючись у межах існуючі правила, додав він.

Поділіться Зі Своїми Друзями: