The Twisted Physics Van 5 Olympic Sports

{h1}

Natuurkundige principes zoals aerodynamica en impulsmoment spelen een grote rol in veel sporten die tijdens de olympische zomerspelen worden gespeeld.

Met de Olympische Zomerspelen van 2012 goed op gang in Londen, kijken de ogen van de wereld naar het extreme atletisch gedrag van de concurrenten. Maar naast sportvaardigheden, kunnen de Olympiërs die dit jaar meedoen ook worden beschouwd als praktische natuurkundigen.

Immers, om een ​​zwemrace te winnen met een fractie van een seconde, of vier keer rond te draaien nadat je van een sprong bent afgewenteld, is het vermogen om natuurkundige principes zoals impulsmoment en hydrodynamica te benutten net zo belangrijk als spiergeheugen en kracht.

Hier zijn vijf Olympische sporten waar natuurkunde het verschil maakt:

Zwemmen

Olympische zwemraces worden vaak bepaald met tienden of honderdsten van een seconde. Met zo'n marge kunnen de kleinste details die van invloed zijn op de snelheid van een zwemmer het verschil maken tussen winnen en verliezen. Zwemmers moeten er alles aan doen om de waterdichtheid tegen hun lichaam te verminderen terwijl ze voortbewegen.

De weerstand neemt toe met het aan het water blootgestelde oppervlak, dus hoe gestroomlijnder een zwemmer haar lichaam kan maken, hoe sneller ze zal gaan. Hoe gladder dit oppervlak is, hoe beter ook. Dat is de reden waarom zwemmers vaak al hun lichaamshaar scheren, zwemkappen dragen om hun hoofd te bedekken en een groot deel van hun lichaam bedekken met speciaal ontworpen zwemkleding die de huid van haaien of andere oppervlakken nabootsen voor een grotere hydrodynamica. [Olympische Zomerspelen: zwemmers sneller maken | Video]

Zwemmers moeten ook denken aan drijfvermogen, de kracht die ze drijft. Omdat water meer bestand is tegen beweging dan lucht, is het in het belang van sporters om zo dicht mogelijk bij het oppervlak te zwemmen, zodat meer van hun lichaam wordt blootgesteld aan minder bestendige lucht dan aan slepend water.

Gymnastiek

Het principe van impulsmoment is meteen duidelijk wanneer Olympische turners draaien en draaien, met het doel hogere scores te behalen door meer rotaties in te pakken.

Alle objecten die rond een punt ronddraaien, hebben een hoeveelheid die hoekmomentum wordt genoemd en die afhangt van de massa, de snelheid en de spreiding van het object rond het zwaartepunt van het object. Tenzij enige kracht van buiten invloed heeft op het systeem, blijft het impulsmoment behouden. Zo kan een gymnast sneller spinnen door zijn armen en benen zo strak mogelijk naar binnen te trekken, waardoor de ruimte waarover zijn massa wordt uitgespreid wordt verkleind. Als reactie zal de snelheid van de turner toenemen om het verschil te maken en zijn totale impulsmoment constant te houden. [6 weird feiten over zwaartekracht]

Newton's derde bewegingswet speelt ook een grote rol in gymnastiek. De wet stelt dat er voor elke actie een gelijke en tegenovergestelde reactie is. Turners maken hiervan gebruik door hard tegen de vloer, de balansbalk of de kluis te duwen, zodat deze oppervlakken hard tegen elkaar duwen, waardoor ze de lucht in stijgen.

Duiken

Olympische duikers streven ernaar om prachtige wendingen in de lucht te maken en vervolgens zo naadloos mogelijk in het water te glijden. Hoe groter de hoeveelheid splash maakte, hoe groter de aftrek van de score van een duiker.

Duikers maken ook gebruik van de derde wet van Newton. Door zo diep mogelijk op de duikplank te springen, kunnen duikers ervoor zorgen dat het bord er weer op drukt, waardoor ze een grotere verticale snelheid krijgen om hoog in de lucht te springen. Hoe meer tijd in de lucht, hoe meer tijd een duiker nodig heeft om haar salto's te voltooien.

Als duikers in de buurt van het water proberen ze hun lichaam zo verticaal mogelijk uit te lijnen, met armen en benen gestroomlijnd in een dunne paal.

"De reden waarom ze verticaal het water in willen, is dat ze het water in gaan en al het water mee naar beneden brengen", legt professor in biologische wetenschappen en biomedische technologie Jill McNitt-Gray uit. in een video over de fysica van duiken. "Als je eenmaal onder water bent, wil je een klein gaatje maken, zodat het water dat omhoog komt geen grote plons maakt." [Video: de fysica van duiken]

Boogschieten

Actie en reactie spelen ook een belangrijke rol bij het boogschieten. Om een ​​pijl recht en waar te schieten op een doelwit, moeten boogschutters eerst een voorwaartse kracht erop uitoefenen. Om dit te doen, zal een boogschutter de boogstreng terugtrekken, waardoor potentiële energie in de draad wordt opgeslagen. Wanneer de streng wordt vrijgegeven, geeft deze deze potentiële energie aan de pijl in de vorm van kinetische energie, waardoor de pijl naar voren wordt geduwd.

Om een ​​pijl op het beoogde doelwit te houden, zodra deze is vrijgegeven, wordt de schacht aan het uiteinde gekanteld met veren in de vorm van vogelveren of een plastic vervanger - traditioneel drie per pijl. Fletching biedt aerodynamische stabiliteit door luchtweerstand. Als een bepaalde kracht, zoals luchtturbulentie, de pijl van zijn rechte koers probeert af te duwen, produceert de fletching een weerstand tegen die verandering in beweging, waardoor de beweging natuurlijk belemmerd wordt. Soms kan fletching een draaiing op de pijl veroorzaken, wat de stabiliteit en nauwkeurigheid verder kan verbeteren door krachten gelijk te stellen aan luchtturbulentie.

Badmintonballen, genaamd shuttlecocks, hebben gevederde kegels die de luchtweerstand verhogen, waardoor hun aerodynamische stabiliteit toeneemt en waardoor ze langzamer vliegen dan traditionele ballen.

Badmintonballen, genaamd shuttlecocks, hebben gevederde kegels die de luchtweerstand verhogen, waardoor hun aerodynamische stabiliteit toeneemt en waardoor ze langzamer vliegen dan traditionele ballen.

Krediet: Kzenon
Badminton

Badminton is een racketsport waarbij spelers een projectiel doorgeven dat een shuttle of birdie wordt genoemd heen en weer over een net.In tegenstelling tot bolvormige ballen, reizen shuttle-kogels, die ballen zijn met kegels van veren of nylon die vanaf hun zijden uitsteken, veel anders door de lucht. Hun veren veroorzaken een veel grotere weerstand tegen luchtweerstand, waardoor ze veel sneller snelheid verliezen dan ballen.

Net als het vlechten op een pijl verbeteren de veren op een badmintonshuttle zijn aerodynamische stabiliteit - zozeer zelfs dat ongeacht de richting waarin de gevederde kegel staat wanneer de shuttle wordt geraakt, deze zich snel zal oriënteren zodat de veren naar achteren wijzen vliegt door de lucht. Spelers moeten rekening houden met de unieke aerodynamica van hun sport bij het richten van de shuttle, en moeten meer kracht uitoefenen dan nodig is op een vergelijkbare bal om de shuttle over de baan te raken, vanwege de hoge weerstand.

Volg Clara Moskowitz op Twitter @ClaraMoskowitz of WordsSideKick.com @wordssidekick. We zijn ook bezig Facebook & Google+.


Video Supplement: The Physics Behind The Perfect Dive.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com