Експерт обяснява: Защо копието лети по начина, по който лети - Септември 2022

Д-р Арнаб Бхатачаря, професор в катедрата по физика на кондензираната среда и материалознание, Tata Institute of Fundamental Research, Мумбай, обяснява физиката и историята на спорта.

Нирадж Чопра в действие по време на финала за хвърляне на копие при мъжете на Олимпийските игри в Токио 2020. (Ройтерс)

Докато Индия взе славата на Победата на Нирадж Чопра в хвърляне на копие при мъжете на Олимпийските игри в Токио миналата седмица, не много биха знаели какво е накарало металното копие, хвърлено от мъжа от Панипат, да прелети над 87,58 м, за да вземе първия златен медал по лека атлетика за независима Индия.





Д-р Арнаб Бхатачаря, професор в катедрата по физика на кондензираната материя и материалознание, Tata Institute of Fundamental Research, Мумбай, отиде в Twitter, за да обясни физиката и историята на спорта.

Прочетете също|Нирадж Чопра: Момче със златната ръка

Въпреки че физиката в гимназията казва, че за максимален обхват снарядът трябва да бъде изстрелян под ъгъл от 45 градуса, това е вярно само когато изстрелването и целта са на една и съща височина, туитира той. Той обясни, че при хвърляне на копие изстрелването е на ~2 м над земята и целта е на земята и има много аспекти на аеродинамиката. Това прави оптималният ъгъл ~36 градуса.

Ключовата концепция е, че центърът на тежестта трябва да е пред (4 см) от центъра на натиск. Това вече е заложено в дизайна на модерно копие. Формата и разпределението на тежестта на копието са такива, че центърът на тежестта е пред центъра на натиск. Играчът го държи около центъра на тежестта, когато хвърля, обясни проф. Bhattacharya в имейл до indianexpress.com .

Размерът, формата, минималното тегло, центъра на тежестта на копието, покритието на повърхността (без груба боя, трапчинки и т.н.) и разрешените техники на хвърляне се регулират от Международната асоциация на федерациите по лека атлетика, подчерта професорът. Копието трябва да се потапя през цялото време в полет и върхът трябва да удари земята първи.

Други променливи, които определят траекторията и крайното изхвърлено разстояние, са първоначалният разгон, ъгловият момент, динамиката на освобождаване (скорост, височина, ъгъл). Според статия в talk.com, средната максимална скорост на разгон на елитен хвърляч варира от 5-6m/s (20km/h), а елитните хвърлящи копието пускат копието при 28-30m/s (100km/h) .

Проф. Bhattacharya добавя, че ъгълът на атака, посоката и скоростта на вятъра, температурата на въздуха и плътността също играят важна роля. Гледайки чисто физиката на хвърлянето – за копието повдигането от въздуха е важен фактор. По-ниската температура на въздуха означава малко по-плътен въздух, което дава малко повече повдигане, което позволява малко по-голямо изминато разстояние. Тези ефекти ще бъдат малки, но не забравяйте, че на Олимпийските игри можете да счупите рекорд или да пропуснете медал само с няколко мм, обясни той.

Хвърлянето на копие е рядко събитие, при което IAAF се намеси, за да промени правилата, за да накара дистанциите на хвърляне да бъдат намалени, тъй като промени (базирани на физика!) като кухи, дизайнерско напречно сечение, текстура на повърхността направиха копията по-аеродинамични, туитира той.

Попитан дали има още промени, които могат да бъдат направени въз основа на физиката, той обясни, че IAAF се е погрижила да избегне високотехнологични трикове, които могат да подобрят производителността - които биха били достъпни само за хора, които биха могли да си позволят да вложат ресурсите за извършване всички видове аеродинамични симулации и правете по-добри копия...

бюлетин| Кликнете, за да получите най-добрите обяснения за деня във входящата си кутия

Наистина бих искал да видя дали някой може да измисли различен начин да го хвърля, който кара копието да отиде по-далеч. Разбира се, в днешния свят, като се има предвид, че имате достъп до мощни изчисления и всякакви сензори, отново би било по-лесно за участниците с достатъчно ресурси да си играят с различни стилове на хвърляне и да видят какво може да работи по-добре, докато все още са в рамките на съществуващите правила, добави той.