2013-07-25

ウサイン・ボルトの異常なスピードの物理学的秘密。

BBC Newsは2013年07月26日に、科学者は、数学モデルを備え、ウサイン・ボルト(Usain Bolt)の異常なスピードについて説明できると言ったと報告した。

2009年08月18日12:09 AMのベルリン世界選手権大会中(World Championships in Berlin)で、100mのタイム9.58秒の彼の記録は現在の世界記録である。

彼らは、モデルが6フィート5インチの彼の構造によってより強くなって、空気抵抗によって引き起こされた抗力を克服するために、彼が消費しなければならなかった力とエネルギーについて説明すると言った。

ヨーロッパ物理学ジャーナル(European Journal of Physics)の中で書いたチームは、何が異常なスポーツ選手にそれほど速くなるか発見することを望んだ。

European Journal of Physics Volume 34 Number 5
J J Hernández Gómez et al 2013 Eur. J. Phys. 34 1227 doi:10.1088/0143-0807/34/5/1227

On the performance of Usain Bolt in the 100 m sprint

FREE ARTICLE
J J Hernández Gómez, V Marquina and R W Gómez
Show affiliations

Issue 5 (September 2013)
Received 16 May 2013, in final form 21 June 2013
Published 25 July 2013

提案された数学モデルによれば、9.58秒のボルトのタイムは、ベルリンで毎秒12.2m(約27mph)の速度に達することにより、達成された。

それほど動的でない。

チームは、彼がレースへ1秒未満で、最高速度の半分にのみいた時、ボルトの最大の力が生じると推定した。

これは、抗力に近い即効を実証した。
それは空気抵抗が動いているオブジェクトを遅くする場所である。

さらに、それらは、彼の筋肉が生産したエネルギーの8%未満が抗力に吸収された、残りと共に運動に使用されることを発見した。

ボルトの身体多量、軌跡の高度と気温を比較する時、それらは彼の多量の1つの単位面積当たりの抗力の指標である抗力係数(drag coefficient)が平均的な人ほど、実際に空気力学(aerodynamic)はないことを知った。

メキシコ国立自律大学のジョージ・ヘルナンデス(Jorge Hernandez of the the National Autonomous University of Mexico)は、次のように言いました:
「私たちの計算された抗力係数は、ボルトの顕著な能力を強調します。彼は人間ほど空気力学でないことにもかかわらずいくつかの記録を破ることができました。」
「ボルトが2009年に開発した抗力に吸収された巨大な量の仕事および量は、本当に異常です。」
「ランナーが、それらを開発することができる補足速度の各ビットにつれて、重く増加するすさまじい力に対して、非常に強力に行動しなければならないので、それは最近記録を破ることが1秒のうちの100分の秒さえによって、非常に困難です。」
「これは、すべて条件によって地球で課された「物的障壁」のためです。もちろん、もしボルトが非常により少ない濃厚な大気を備えた惑星上で走ったならば、彼は空想的な大きさのレコードを達成することができるでしょう。」と言った。

「ボルトの位置およびレースの間の速度の正確な録音は、私たちがスプリンターの邪魔の影響を検討する、素晴らしい機会を提供しました。」
「より多くのデータが今後利用可能になれば、何が1人のスポーツ選手と別のものの相違を示すか確かめることは面白いでしょう。」とジョージ・ヘルナンデスが付け加えた。

電子計時(electronic timing)が1968年に導入されて以来、ベルリンのボルトのタイムは記録で最も大きな増加であった。

以前に分析したケンブリッジ大学のジョン・バロウ(John Barrow at Cambridge University)は、ボルトがどのようにしてさらに速くなることができたかは、スタート合図用ピストルに対してそのような最初の遅い反応時間を過ごすにもかかわらず彼の「異常な大きなストライド長さ。」が、彼の速度が一部分満期になったことを説明した。

「彼は、彼の速いストライドと結び付けられて、速く答えることができる多くの速筋線維筋繊維を持っています。彼にそのような異常は、夏時間に与えるものである。」

彼が最初に、より速く答えた場合、わずかに強い追い風で走った。彼はボルトが、より高い高度で、より少ない抗力があったところで、彼の記録を破る範囲をたくさん持っていると言った。

ボルトのベルリン記録は、彼に「有用な風力補助の利点」を与えなかったが、毎秒わずかに0.9mの追い風で勝ち取られた、と彼が付け加えた。

「記録目的のために、1秒当たり2mの風を持つのを認められます。したがって、いくらか速くならずに、彼は、改善するべき巨大な範囲を持っています。」とジョン・バロウ教授がBBCニュースに伝えた。