Ekspert wyjaśnia: dlaczego oszczep leci tak, jak to robi

Dr Arnab Bhattacharya, profesor na Wydziale Fizyki Materii Skondensowanej i Materiałoznawstwa Tata Institute of Fundamental Research w Bombaju, wyjaśnia fizykę i historię tego sportu.

Neeraj Chopra w akcji podczas finału rzutu oszczepem mężczyzn na Igrzyskach Olimpijskich Tokio 2020. (Reuters)

Podczas gdy Indie nabrały chwały Zwycięstwo Neeraja Chopry w męskim oszczepie na Igrzyskach Olimpijskich w Tokio w zeszłym tygodniu niewielu wiedziało, co sprawiło, że metalowa włócznia rzucona przez człowieka z Panipat przeleciała ponad 87,58 m, aby zdobyć pierwszy złoty medal w lekkiej atletyce dla niepodległych Indii.

Dr Arnab Bhattacharya, profesor na Wydziale Fizyki Materii Skondensowanej i Nauki o Materiałach Tata Institute of Fundamental Research w Bombaju, zabrał na Twittera wyjaśnienie fizyki i historii tego sportu.

Chociaż fizyka w szkole średniej mówi, że dla maksymalnego zasięgu pocisk powinien być wystrzelony pod kątem 45 stopni, jest to prawdą tylko wtedy, gdy wystrzelenie i cel znajdują się na tej samej wysokości, napisał na Twitterze. Wyjaśnił, że w rzucie oszczepem wyrzutnia znajduje się ~2m nad ziemią, a cel jest na ziemi i jest wiele aspektów związanych z aerodynamiką. To sprawia, że ​​optymalny kąt wynosi ~36 stopni.

Kluczową koncepcją jest to, że środek ciężkości musi znajdować się przed centrum nacisku (4 cm). Jest to już wbudowane w projekt nowoczesnego oszczepu. Kształt i rozkład ciężaru oszczepu są takie, że środek ciężkości znajduje się przed środkiem nacisku. Gracz trzyma go wokół środka ciężkości podczas rzucania, wyjaśnił prof Bhattacharya w e-mailu do indianexpress.com .

Jak podkreślił profesor, rozmiar, kształt, minimalna waga, środek ciężkości oszczepu, wykończenie powierzchni (brak szorstkiej farby, wgłębień itp.) oraz dozwolone techniki rzutu są regulowane przez Międzynarodowe Stowarzyszenie Federacji Lekkoatletycznych. Oszczep musi zanurzać się przez cały czas w locie, a czubek musi najpierw uderzyć w ziemię.

Inne zmienne, które określają trajektorię i końcową odległość, to początkowy rozbieg, moment pędu, dynamika uwolnienia (prędkość, wysokość, kąt). Zgodnie z artykułem w rozmowie.com, średnia maksymalna prędkość rozbiegu elitarnego miotacza waha się od 5-6 m/s (20 km/h), a elitarny miotacz wypuszcza oszczep z prędkością 28-30 m/s (100 km/h). .

Prof. Bhattacharya dodaje, że kąt natarcia, kierunek i prędkość wiatru, temperatura powietrza i gęstość również odgrywają ważną rolę. Patrząc wyłącznie na fizykę rzutu – dla oszczepu uniesienie z powietrza jest ważnym czynnikiem. Niższa temperatura powietrza oznacza nieco gęstsze powietrze, co daje nieco większe uniesienie, co umożliwia pokonanie nieco większej odległości. Te efekty będą niewielkie, ale pamiętaj, że na igrzyskach można pobić rekord lub przeoczyć medal tylko o kilka milimetrów – wyjaśnił.

Rzut oszczepem jest rzadkim wydarzeniem, w którym IAAF interweniowało, aby zmienić zasady, aby wymusić zmniejszenie odległości rzutu, ponieważ zmiany (oparte na fizyce!), takie jak wydrążony, zaprojektowany przez projektanta przekrój, tekstura powierzchni sprawiły, że oszczepy stały się bardziej aerodynamiczne, napisał na Twitterze.

Zapytany, czy są jeszcze jakieś zmiany, które można wprowadzić w oparciu o fizykę, wyjaśnił, że IAAF dołożyło starań, aby uniknąć zaawansowanych technologicznie sztuczek, które mogą zwiększyć wydajność – które byłyby dostępne tylko dla osób, które mogłyby pozwolić sobie na zainwestowanie odpowiednich środków. wszelkiego rodzaju symulacje aerodynamiczne i tworzenie lepszych oszczepów…

Biuletyn Informacyjny| Kliknij, aby uzyskać najlepsze objaśnienia dnia w swojej skrzynce odbiorczej

Naprawdę chciałbym zobaczyć, czy ktoś może wymyślić inny sposób rzucania tym oszczepem, który posuwa się dalej. Oczywiście w dzisiejszym świecie, biorąc pod uwagę, że masz dostęp do potężnych obliczeń i różnego rodzaju czujników, dobrze zasobnym uczestnikom ponownie łatwiej byłoby bawić się różnymi stylami rzucania i sprawdzać, co może działać lepiej, pozostając jednocześnie w istniejące zasady, dodał.

Podziel Się Z Przyjaciółmi: