اسکی پرش؛ پرواز یا سقوط؟ علم چه می گوید!
به گزارش نیلی ابزار، المپیک زمستانی 2022 پکن به سرانجام رسید و احتمالاً بسیاری از ما بعضی از مسابقات آن را دنبال نموده ایم. یکی از رقابت های مجذوب کننده این رویداد، بی شک مسابقات اسکی پرش است که در آن ورزشکار پس از طی مسیری در یک سکوی شیب دار، مسافتی باور نکردنی را در آسمان به پرواز در می آید و در نهایت بدون هیچ مسئله ای فرود می آید. اما شاید برای بسیاری از ما این سوال مطرح است که این عمل دقیقاً به شکلی صورت می پذیرد. آیا ورزشکار از لحاظ فیزیکی واقعاً به پرواز در می آید یا اینکه سقوطی کنترل شده را انجام می دهد؟
به گزارش نیلی ابزار، علم می گوید اگر هریک از ما تا حد امکان به هوا بپریم، می توانیم حدود نیم ثانیه از زمین فاصله بگیریم و در آسمان بمانیم. مایکل جردن می توانست تقریباً یک ثانیه در هوا بماند. اگرچه ورزش های زیادی وجود دارد که با حرکت در آسمان و پرش مربوط می شوند، اما واقعیت این است که هیچ یک از آن ها به مقدار اسکی پرش مرز بین پرش و پرواز را محو نمی نماید. اسکی پرش شاید یکی از مجذوب نماینده ترین رویداد های بازی های زمستانی برای نشان دادن فیزیک در عمل باشد. برنده ورزشکاری است که دورترین مسافت را طی کند و با برترین سبک پرواز کند و فرود آید. با تبدیل اسکی و بدن به چیزی که اساساً شبیه یک بال است، ورزشکاران این رشته می توانند در طول مسافتی به مقدار یک زمین فوتبال در هوا حرکت نمایند، با جاذبه مبارزه نمایند و پنج تا هفت ثانیه در هوا بمانند.
برای شرح عملی این رویداد بهتر است کمی موضوع را بازتر کنیم. سه مفهوم اصلی فیزیک در اسکی پرش وجود دارد: گرانش، بلند کردن و کشیدن. گرانش هر جسمی را که در حال پرواز است به سمت زمین می کشد. گرانش روی همه اجسام به طور یکسان عمل می نماید و ورزشکاران هیچ کاری نمی توانند برای کاهش اثر آن انجام دهند. اما ورزشکاران هنگام حرکت با هوا نیز تعامل دارند. این فعل و انفعال است که می تواند نیروی بالابر را ایجاد کند. بالابر نیرویی به سمت بالا است که به وسیله فشار هوا بر روی یک جسم ایجاد می گردد. اگر نیروی فراوری شده از بالابر تقریباً نیروی گرانش را متعادل کند، یک جسم می تواند سر بخورد یا پرواز کند.
برای فراوری نیروی بالابر، یک جسم احتیاج به حرکت دارد. با حرکت جسم در هوا، سطح آن با ذرات هوا برخورد می نماید و این ذرات را از راستا جسم خارج می نماید. همانطور که ذرات هوا به پایین رانده می شوند، طبق قانون سوم حرکت نیوتن، جسم به سمت بالا رانده می گردد که می گوید برای هر عمل، واکنشی برابر و مخالف وجود دارد. ذرات هوا که یک جسم را به سمت بالا هل می دهند همان چیزی است که بالابر را ایجاد می نماید. افزایش سرعت و بعلاوه افزایش سطح باعث افزایش مقدار بالابر می گردد. زاویه حمله - زاویه جسم نسبت به جهت جریان هوا - بعلاوه می تواند بر روی بالابر اثر بگذارد.
اگرچه همه این ها ممکن است پیچیده به نظر برسد، بیرون آوردن دست از شیشه ماشین می تواند این اصول را به سادگی شرح دهد. اگر دست خود را کاملا صاف نگه دارید، کم و بیش در جای خود باقی می ماند. با این حال، اگر دست خود را به گونه ای کج کنید که قسمت پایینی آن در جهت باد باشد، با برخورد ذرات هوا به سمت بالا، دست شما به سمت بالا رانده می گردد. برخورد های مشابه بین یک جسم و هوا که باعث بالابرنده می گردد نیز باعث ایجاد کشش می گردد. کشیدن در برابر حرکت رو به جلو هر جسمی مقاومت می نماید و سرعت آن را کاهش می دهد. با کاهش سرعت، بلند کردن نیز کاهش می یابد و طول پرواز را محدود می نماید. برای ورزشکاران اسکی پرش، هدف استفاده از موقعیت گیری دقیق بدن برای به حداکثر رساندن وزنه و در عین حال کاهش کشش تا حد ممکن است.
پرواز در اسکی پرش
اسکی بازان از بالای یک شیب شروع به حرکت می نمایند و سپس در سراشیبی اسکی می نمایند تا سرعت لازم را ایجاد نمایند. آن ها با خم شدن به پایین و با دقت راهنمایی می شوند تا اصطکاک بین اسکی و سطح شیب دار را کاهش دهند. زمانی که به انتها راستا می رسند می توانند 60 مایل در ساعت (96 کیلومتر در ساعت) حرکت نمایند. سطح شیب دار به نقطه تیک آف ختم می گردد که اگر توجه نموده باشید در واقع در یک زاویه 10 درجه به سمت پایین واقع شده است. درست قبل از اینکه ورزشکاران به انتهای رمپ برسند، می پرند. شیب فرود اسکی به گونه ای طراحی شده است که راستای را که یک جامپر طی می نماید تقلید کند، به طوری که هرگز بیش از 10 تا 15 فوت بالاتر از سطح زمین قرار نگیرد.
هنگامی که ورزشکاران در هوا هستند، تازه تفریح های فیزیک شروع می گردد. جامپر ها هر کاری که می توانند انجام می دهند تا حداکثر قدرت را داشته باشند و در عین حال نیروی کشش را به حداقل برسانند. ورزشکاران هرگز قادر نخواهند بود به مقدار کافی نیروی بالابر برای غلبه بر گرانش ایجاد نمایند، اما هر چه نیروی بالابر بیشتری ایجاد نمایند، کندتر سقوط می نمایند و به پایین تر از تپه می رسند. برای انجام این کار، ورزشکاران، اسکی و بدن خود را تقریباً موازی با زمین قرار می دهند و اسکی های خود را به شکل V درست خارج از فرم بدن قرار می دهند. این موقعیت باعث افزایش سطحی می گردد که نیروی بالابر را ایجاد می نماید و آن ها را در زاویه حمله ایده آل قرار می دهد که باعث به حداکثر رساندن لیفت نیز می گردد. همانطور که کشش سرعت اسکی باز را کاهش می دهد، بالابر کاهش می یابد و گرانش همچنان بر روی جامپر اثر می گذارد. در ادامه ورزشکار سریعتر و سریعتر شروع به سقوط خواهد نمود تا زمانی که فرود بیاید.
تبعیت از قوانین فیزیک در اسکی پرش
علاوه بر فیزیک، فاکتور های زیادی همانند باد، تجهیزات و حتی بدن خود ورزشکاران وجود دارد که می توانند بر مقدار پیشرفت یک پرش تأثیر بگذارند؛ بنابراین برای استاندارد و ایمن نگه داشتن این شرایط، مقررات زیادی وجود دارد. در حین تماشای رویدادها، ممکن است متوجه شوید که مقامات نقطه شروع را از شیب بالا یا پایین می برند. این تنظیم بر اساس سرعت باد انجام می گردد، زیرا باد های مخالف سریع تر باعث افزایش سرعت بیشتر و پرش های طولانی تری می گردد که می تواند از منطقه فرود امن عبور کند.
طول خود اسکی نیز تنظیم شده و به قد و وزن اسکی باز بستگی دارد. اسکی حداکثر می تواند 145 درصد از قد اسکی باز باشد و اسکی بازان با شاخص توده بدنی کمتر از 21 باید اسکی کوتاه تری داشته باشند. اسکی های بلند همواره برترین نیستند، زیرا هر چه اسکی سنگین تر باشد، برای ماندن در هوا احتیاج به نیروی بالابر بیشتری دارید. در نهایت، اسکی بازان باید لباس های تنگ بپوشند تا مسئولان مطمئن شوند که ورزشکاران از لباس خود به عنوان منبع اضافی برای بالابر استفاده نمی نمایند. اگرچه به هنگام تماشای مسابقات اسکی پرش احتمالاً از توان و قدرت ورزشکاران این رشته به وجد آمده باشید، ولی اکنون می دانید که آن ها علاوه بر توانایی جسمانی، تسلط شگفت انگیزی بر مفاهیم فیزیک و البته به کار بردن آن ها نیز دارند.
منبع: theconversation
ترجمه: مصطفی جرفی-نیلی ابزار
منبع: فرارو