A legnehezebb trambulinugrás, amelyet a fizika törvényeinek megsértése nélkül lehetett megtenni

Matematikai modell alapján megalkotva készítői biztosítják, hogy profi ugró képes ezt elérni

ugródeszka

  • feltörekvő technológia által az Arxiv | fordította Teresa Woods
  • 2017. január 18

A trambulinugrás olimpiai sportja egyesíti az erőnlétet és az agilitást erővel, eleganciával és precizitással. Az ugrásokat a felszállás, a repülés és a vízbe való belépés értékelése alapján pontozzuk. De a végeredményt megszorozzuk az ugrás nehézségi szintjével. Így a tökéletességre végrehajtott egyszerű ugrás gyakran kevesebbet eredményez, mint egy nehezebb, de hibával.

Emiatt, az ugrások egyre összetettebbé váltak. A 2008-as pekingi (kínai) olimpiai játékokon a legösszetettebb ugrás nehézségi foka 3,8 volt: két és fél hát, két és fél csavarral. Ma a legnehezebb ugrás négy és fél hátsó bukfenc a csuka helyzetben, 4,8 nehézségi fokkal. A Nemzetközi Úszószövetség (FINA), a világ sportágának irányító testülete nehezebb ugrásokra számít.

Az ugrók tehát mindig keresik a fejlesztés módját. És ez egy érdekes kérdést vet fel: Hány fordulat kombinálható egy 10 méteres ugrásban?

Ma egyfajta választ kapunk a Sydney-i Egyetem (Ausztrália) kutatóinak, William Tong és Holger Dullin munkájának köszönhetően, akik matematikai modell arról, hogy az emberi test miként tud elfordulni és megfordulni a levegőben. Tong és Dullin arra használták, hogy egy teljesen új testhelyzettel álljanak elő, amely egy tiszta bukfencet dugóhúzzá, majd vissza bukfencgé változtathat.

Ez a mozdulatsor lehetővé teszi a test gyorsabb mocorogását, mint valaha. Tong és Dullin szerint ezzel az új technikával soha nem látott összetettségű ugrásokat lehet végrehajtani.

Szemléletük bemutatására soha nem próbálták meg a másfél szaltó öt ugrással történő ugrását. "513XD jump" -nak hívják (a FINA ugrási besorolási kódját követve), és azt állítják, hogy azt hiszik, hogy a közeljövőben megvalósítható lesz.

Először egy kis kontextus. Végül a fizika törvényei mindig korlátokat szabnak annak, hogy mennyire lehet labirintusos az ugrás. A legfontosabb határ a gravitáció, amely meghatározza, hogy az ugró mennyi ideig tartózkodhat a levegőben, mielőtt a vízbe esne. 10 méteres emelvényről, hozzávetőlegesen 1,43 másodpercet vesz igénybe, egy idő, amelyet jó kezdeti lökéssel 1,6 másodperc körül lehet növelni.

Az ez idő alatt elvégezhető flipek és pörgetések száma is korlátozott. Az ugrási szabályok megakadályozzák, hogy az ugrók megforduljanak, miközben a kezdeti ugrással hajtanak. Ehelyett a csavart csak úgy lehet elérni, hogy a már a levegőben lévő szaltó mozgást a test alakjának megváltoztatásával átalakítjuk.

Az ugró rendelkezésére álló szögmomentum vagy mozgási pillanat mennyisége repülés közben állandó, és a levegőben egyszer sem változtatható meg. Így az ugró által a felszállás során generált mozgási pillanat mennyisége döntő fontosságú, mert ez határozza meg azt is, hogy hány fordulat lehetséges.

A jumperek a flipeket fordulatokká varázsolhatják, ha forgatják a karjukat. Ha mindkét karját felemelt állapotban kezdjük, az egyik kar leengedésével a test megcsavarodik, míg ismét felemelve leállítja az elforduló mozgást. Az a sebesség, amellyel a kar halad, meghatározza a kanyar sebességét. Az energikus mozgások nagyobb lendületet generálnak, ezért gyorsabb fordulatokhoz vezetnek, lehetővé téve az ugró számára, hogy az esés során többször forduljon meg.

Tong és Dullin új lépése hosszabb karmozgási sorrendet használ hogy még több forduló mozgást generáljon. Az ugró mindkét karját kinyújtva kezd bukfencezni, és a bal karját oldalra ejti, mint korábban.

De a következő lépés teljesen új. Az ugró felemeli a bal karját, miközben a jobb karját leengedi. Ez növeli a fordulat tempóját. Az ugró ekkor felemeli a jobb karját, miközben leállítja a forduló mozgást és befejezi az ugrást. Természetesen mindennek meg kell történnie, miközben az ugró befejezi a másfél flipet.

Dullin és Tong használja a test biomatematikai modelljét annak végrehajtásának szimulálására. Különösen azt számolják ki, hogy mennyi idő alatt kell elvégezni egy ugrást öt dugóhúzóval és másfél szaltóval, és megmutatják, hogy ez 1,8 másodperc alatt elvégezhető, amennyiben az ugró csak mérsékelt szintű kinetikus momentumot generál a felszállás során.

Több idő, mint az ugróknak a levegőben. De a pár szerint többféleképpen lehet növelni ezt az időt. Az egyik kézenfekvő módszer a szögmomentum növelése a felszállás során. Ezenkívül az ugró jelentős időt -0,4 másodpercet tölt el kinyújtott karokkal és lábakkal, hogy teljesítse a másfél szaltót. Ezt csökkenteni lehetne egy behúzott vagy behúzott helyzet elfogadásával (bár a modell még mindig nem képes beépíteni őket).

Dullin és Tong szerint ezeknek a változásoknak elérhetőnek kell lenniük az élvonalbeli ugró számára. "A valós sportolók elméletileg képesek lesznek elvégezni az 513XD ugrást"Megmagyarázzák." Ez forradalmasítaná az ugrás sportját, ha sikeres lenne egy verseny alatt. "Azt mondják. Az elméleti mérnöki tervezésű matematikai modellből származó ugrás megnyitná az utat más változások előtt, mivel a modell egyéb testhelyzetbeli változásokat is tartalmaz, például mint csukaállást.

természetesen, még egyetlen ugró sem próbálta meg az 513XD ugrást. "Az 513XD ugrás szimulálásával reméljük, hogy megadjuk az edzők és a sportolók számára szükséges kulcsokat és motivációt, hogy az ugrást egyszer egy versenyen végre lehessen hajtani" - írja Dullin és Tong.

A mű egyéb sportágakban is alkalmazható, mint például a légi síelés - az akrobatikus síelés egyik formája - és a snowboard. "Emellett a tiszta halandóból tiszta dugóhúzóvá (és fordítva) való áttérés manőverezhetőséggel rendelkezik a levegőben, ahol a repülési idő nem számít" - jegyzi meg a csapat.

Érdekes munka ez matematikai modellezés és mérnöki elvek alapján változtatja meg a sport természetét. És ha vannak olyan ugrók, akik meg vannak győződve arról, hogy képesek elérni az 513XD-t, tudasd velünk. Szívesen látnánk egy videót a kísérleteidről.