John Eric Goff, a Lynchburgi Egyetem fizikaprofesszora a sport fizikáját tanulmányozza. Legújabb cikkében utánajárt a hatalmas sebességet igénylő sportoknak a téli olimpiáról.
Mint írja, a sebesség önmagában is az a tényező lehet, amely sok sportrajongót vonz a bob, a szánkó és a szkeleton versenyszámok iránt az idei pekingi téli olimpián. A kanyargós, jéggel borított pálya izgalmas lejtői alatt azonban számtalan fizikai fogalom játszik szerepet. Az, hogy a sportolók hogyan reagálnak a fizikára, természetesen nagyban befolyásolja a végeredményt is.
A szélsebes versenyek izgalmának nagy részét könnyű nem észrevenni – a sportolók mozgása gyakran túl kicsi ahhoz, hogy észrevegyük, és a televízióban csak egy homályos foltnak tűnnek. Könnyű lenne azt feltételezni, hogy a versenyzők egyszerűen csak esnek vagy csúsznak a pályán a gravitáció szeszélyének engedve. De ez a gondolat csak a felszínét karcolja annak a finom fizikának, amely egy aranyérmes teljesítmény mögött rejlik.
A csúszóversenyek pályái általában több száz métert zuhannak, sok szűk kanyarral keresztezve. A gravitáció az, ami a bob, a szánkó és a skeleton versenyszámokban a szánkókat a jéggel borított pályákon lefelé hajtja. A fizika nagy vonalakban egyszerű: bizonyos magasságból kell elindulni, majd egy alacsonyabb magasságba zuhanni, és a gravitációnak köszönhetően a sportolók akár 145 kilométer per órás sebességre is gyorsulhatnak.
Az idei pálya egyébként 1,6 km hosszú és 121 méter magas, a legmeredekebb szakasza pedig hihetetlenül meredek, 18%-os. Nem mellesleg 16 kanyart tartalmaz.
A szánkóversenyeken a versenyzők a gravitációs potenciális energia mozgási energiává történő átalakítása miatt érik el a nagy sebességet.
A versenyzők rengeteg mozgási energiával és gravitációs erőkkel küzdenek. Amikor a sportolók 129 kilométer per órás sebességgel kanyarodnak be, olyan gyorsulást tapasztalnak, amely a normál gravitációs gyorsulás ötszörösét is elérheti.
Bár a bob, a szánkó és a skeleton könnyűnek tűnhet, a valóságban minden, csak nem az.
Aerodinamika
A legtöbb pálya körülbelül 1,6 km hosszú, a sportolók ezt a távolságot alig egy perc alatt teszik meg. A végső időt négy futam összeadásával számítják ki. A 2018-as téli olimpián a férfi egyéni szánkóban az arany- és az ezüstérem között mindössze 0,026 másodperc volt a különbség. A világ legjobb sportolói által elkövetett apró hibák is érembe kerülhetnek.
Minden sportoló ugyanarról a magasságról indul és ugyanazon a pályán halad lefelé. Tehát az arany és a csalódást keltő eredmény közötti különbséget nem a gravitáció és a potenciális energia jelenti, hanem a gyors rajt, a jó aerodinamika és a legrövidebb út a pályán.
Miközben a gravitáció lefelé húzza a sportolókat és a szánjukat, folyamatosan légrészecskékkel ütköznek, amelyek légellenállást hoznak létre, amely a sebességükkel ellentétes irányba tolja vissza a sportolókat és a szánkót.
Minél aerodinamikusabb egy sportoló vagy csapat, annál nagyobb a sebesség.
A légellenállás minimalizálása érdekében a szánkósok a lehető leglaposabban fekszenek. A lefelé néző skeleton-versenyzők ugyanígy tesznek. A bobosok, akár két-, akár négyfős csapatban vannak, szorosan a szán belsejébe húzódnak, hogy csökkentsék a levegő számára rendelkezésre álló területet, amelybe belecsapódhat a levegő. Bármilyen testhelyzetbeli hiba rosszabb aerodinamikát eredményez, ami olyan apró időnövekedéshez vezethet, amely az érembe kerülhet. A hibákat ráadásul nehéz korrigálni a hatalmas gyorsulások és a futás során fellépő nagy erők mellett.
A legrövidebb út lefelé
Amellett, hogy az aerodinamikának szinte tökéletesnek kell lennie, a másik nagy különbség, hogy a versenyzők milyen utat választanak. Ha minimalizálják a szánjuk által megtett teljes hosszat, és elkerülik a pályán való cikk-cakkozást, a versenyzők kevesebb távolságot tesznek meg. Amellett, hogy nem kell olyan messzire menniük, hogy átlépjék a célvonalat, az útvonal lerövidítése azt jelenti, hogy kevesebb légellenállással kell szembenézniük, és kevesebb sebességet veszítenek a pálya súrlódása miatt.
A rajongók gyakran nem veszik észre a kanyarodás és a kormányzás finomságait.
A szánkók minden versenyszámban acéllapátokon, úgynevezett futókon ülnek. A bobszánkóknak kétféle futófelülete van, amelyek érintkeznek a jéggel. Az első versenyző a csigákhoz rögzített gyűrűket húzza, amelyek az első futóműveket forgatják. A szánkószánok futófelületeinek elöl ívelt íve van, ahová a versenyzők a vádlijukat helyezik. A fejük és válluk mozgatásával vagy a vádlijuk hajlításával a sportolók el tudják fordítani a szánkót. A szkeleton versenyzőknek nincsenek ilyen kezelőszervei, és a szánkót magának kell hajlítaniuk a vállukkal és a térdükkel, hogy a szánkó elfordulása megtörténjen. Még egy apró fejmozdulat is eltérítheti a szánkót az optimális útvonaltól.
Mindezek a finom mozdulatok nehezen láthatók a televízióban, a következmények mégis nagyok lehetnek – a túlkormányozottság a pálya falának ütközéséhez vagy akár balesethez is vezethet.
Bár úgy tűnhet, hogy a versenyzők az indulás után egyszerűen csak nagy sebességgel csúsznak le a jeges pályán, ennél sokkal többről van szó. A nézőknek nagyon oda kell figyelniük a sportolókra a gyorsan mozgó szánkókon, hogy észrevegyék a fizika érdekes aspektusait működés közben – zárja a cikkét John Eric Goff.
