Asafa Powell - rekordzista świata na dystansie 100m. Fot. W. Maier. Żródło: Wikipedia
TEKST: AGNIESZKA LABISKO
Lifting „królowej sportu”
To nie przypadek, że w lekkoatletyce najwolniejsze tempo poprawy rekordów obserwuje się w skoku w dal, a najszybsze - w skoku o tyczce. Na tym przykładzie znakomicie widać, jak wiele znaczą nowe technologie w sporcie. W przypadku skoków nad poprzeczką kluczowa była zmiana tworzywa stosowanego w konstrukcji tyczek. Rolą tyczki jest przecież przetwarzanie energii kinetycznej, uzyskanej przy rozbiegu, na energię sprężystości, wynoszącą skoczka w górę. Pierwsze modele tyczek, wykonane z bambusa, były zawodne - często nie wytrzymywały obciążenia i pękały. Po II wojnie światowej zapanowała moda na tyczki z aluminium i stali. Były bardziej wytrzymałe, ale tylko nieznacznie poprawiły osiągane wyniki. Najlepszy rezultat na świecie w skoku o tyczce bambusowej - 4,77 m uzyskał C. Warmerdam z USA w 1942 roku, a inny Amerykanin, R. G. Bragg, poszybował na tyczce stalowej zaledwie 3 cm wyżej (1960). W latach 60. wysokość skoków wzrosła o ponad 70 cm dzięki zastosowaniu tyczek z włókien węglowych, dopasowanych do wzrostu i wagi konkretnego zawodnika. Dzisiejsze modele z włókna węglowego i szklanego mają zwiększoną wytrzymałość i elastyczność dzięki naprzemiennemu układowi włókien wzdłuż oraz w poprzek tyczki. Skoczkowie są coraz bliżej najwyższego teoretycznie możliwego wyniku – 6,7 m, ale, jak na razie, wciąż aktualny jest halowy rekord Siergieja Bubki - 6,15 m z 1993 r.
Źródło: Wikipedia. Zdjęcie na licencji GNU.
Kiedyś lekkoatleci rywalizowali na trawiastej lub ceglastej bieżni, a buty biegaczy musiały mieć duże, ciężkie kolce, poprawiające przyczepność. Wprowadzenie nawierzchni tartanowej w latach 60. ułatwiło bicie kolejnych rekordów. Piankowa masa poliuretanowa jest sprężysta i mało podatna na działanie wilgoci. Grubość nawierzchni wynosi od 12 do 18 mm, ponieważ w takich warunkach biegacz traci najmniej energii przy odbiciu od ziemi. Tartan przyspiesza bieg dzięki temu, że stopa lekkoatlety lepiej przylega do nawierzchni i nie cofa się przy każdym kroku o kilka milimetrów, jak podczas biegu po trawie. Biegacze mogą również zrezygnować z ciężkich butów, ponieważ teraz dla zwiększenia przyczepności wystarczą im niewielkie, szpiczaste kolce.
Siedmiomilowe buty
Tajemnicą wielu sportowych rekordów są właśnie dobre buty. Specjalne, chroniące stopy, buty maratońskie, opracowało Laboratorium Biomechaniczne Uniwersytetu Stanowego w Pensylwanii. Naukowcy zbadali rozkład sił reakcji powierzchni, działających na stopę zawodnika, za pomocą autorskiej płyty ciśnieniowej. Okazało się, że najbardziej obciążony (250-300 kg!) jest duży palec u nogi. Efektem tych badań był projekt wygodnych butów o szerszej, utwardzonej zelówce, w których siły działające na stopy biegacza rozkładają się równomiernie. Natomiast buty do biegów krótkich mają kolce w kształcie litery Z. Przy ich projektowaniu brano pod uwagę własności bieżni tytanowej Mondo ze stadionu olimpijskiego w Sydney. Kolce Z nie grzęzną w bieżni, ale się w nią wczepiają, aby zapewnić biegaczom optymalny pęd. Kolce dla długodystansowców zostały wyprodukowane z plastiku. Zmniejszają wagę obuwia, ale, co ważne, nie wpływają na prędkość. Mają też wkładki, podwyższające stopę w zewnętrznej części prawego buta i w wewnętrznej części buta lewego. Dlaczego? Aby zapewnić stopom dobrą pozycję podczas biegu po łuku.
Źródło: Wikipedia. Zdjęcie na licencji GNU.
Od olimpiady w Sydney także szermierze walczą w asymetrycznych butach. Dla każdej stopy opracowano dla nich inny model. Punktem wyjścia była obserwacja, że prawa i lewa stopa szermierza wykonują zupełnie inne ruchy. Wiodąca stopa porusza się szybko do przodu i do tyłu, opadając silnie na piętę podczas ataku. Dlatego but dla niej ma poduszkę amortyzującą piętę. Z kolei stopa oporowa układa się prostopadle do stopy wiodącej i zapewnia dodatkowe sprężynowanie w czasie wypadu. Wkładka drugiego buta tworzy klin, niższy od strony zewnętrznej, dzięki czemu stopa może łatwiej obracać się w kierunku podłogi.
Klimatyzowana koszulka
Ewolucji uległy również stroje sportowe. Na Igrzyskach Olimpijskich w Atenach nowością były klimatyzowane koszulki sportowe z inteligentnych tworzyw, które utrzymują temperaturę ciała na stałym poziomie, niezależnie od temperatury otoczenia. Przy tworzeniu strojów sportowych szczegółowo analizuje się też ruchy zawodników, charakterystyczne dla danej dyscypliny. W Sydney ciężarowcy mieli na sobie stroje, które pomagały lepiej wykorzystać energię, wkładaną w podniesienie sztangi. Kostiumy te wyposażono we wkładki teflonowe na udach - dzięki nim sztanga może zostać łatwo poprowadzona po ubraniu. Dodatkowo, stroje do rwania i podrzutu mają w górnej części klatki piersiowej wkładki kewlarowe, działające jak panele mocujące. Ułatwiają one przytrzymanie sztangi przed wypchnięciem jej nad głowę.
W skórze rekina
Wiemy, że, aby popłynąć szybciej, trzeba zmniejszyć opór wody. W tym celu stosuje się specjalną konstrukcję basenu, neutralizującą niepożądane drgania, i ozonuje wodę. Sensacją okazały się przed olimpiadą w Sydney kostiumy pływackie „Fastskin” o fakturze skóry rekina. Okrywające nieomal całe ciało ubranie wykonano z tkaniny, która stawia opór mniejszy niż zupełnie gładka skóra. Nad pływackim strojem pracowali biomechanicy, technolodzy tekstyliów i fizycy, wyspecjalizowani w dynamice cieczy. Tajemnica ich wynalazku tkwi w mikroskopijnych ząbkach, które częściowo pokrywają kostium. Pochylone do tyłu, ukierunkowują przepływ wody i zmniejszają jej opór, dokładnie tak, jak u rekina. Kostium przylega idealnie do ciała i uciska mięśnie. Dzięki temu redukuje ich drgania i zmniejsza wydatek energii. Według badań Międzynarodowego Centrum Badań Wodnych (ICAR) w Stanach Zjednoczonych, wynalazek z 1996 roku zwiększa prędkość pływaka o całe 3 procent w stosunku do standardowego stroju pływackiego. Oczywiście i on później został ulepszony. Nowa wersja z 2004 roku pomaga zwiększyć prędkość już o 7 procent.
Źródło: Wikipedia. Zdjęcie na licencji GNU.
Amerykańscy skoczkowie do wody zaczęli stosować w czasie igrzysk w Sydney inne wspomaganie, w postaci systemu informacji zwrotnej o skoku. System czujników podłączony do komputera mierzył parametry skoku, a zawodnik otrzymywał informację przez mikrosłuchawkę. Z kolei w pływaniu synchronicznym rejestruje się podwodne ewolucje kamerą cyfrową. Dane zostają porównane z modelem idealnym w komputerze, a zawodniczki dowiadują się, gdzie dokładnie popełniły błąd.
Spór o piłkę NBA
W październiku 2006 rozgorzała burzliwa dyskusja dotycząca nowego modelu piłki, zatwierdzonego oficjalnie przez NBA (National Basketball Association) w nowym sezonie rozgrywek. W miejsce skórzanych piłek wprowadzono model pokryty tworzywem sztucznym. Nowa piłka, która wzbudziła tyle kontrowersji, przechodzi aktualnie dodatkowe testy w tunelu aerodynamicznym. Ron Laliberty, inżynier rozwoju produktu w firmie Spalding, zapewniał, że zastosowana powłoka wykazała w testach fabrycznych lepsze właściwości niż skóra. Jednak badania grupy naukowców pod kierunkiem fizyka James’a L. Horwitz’a z University of Texas dowodzą, że plastikowa piłka słabiej się odbija od parkietu (o 5 procent) i łatwiej wyślizguje się z rąk pod wpływem wilgoci. Badania zlecił Mark Cuban, właściciel Dallas Mavericks. Wyniki tych testów dowodzą, że zmiana wzornictwa piłki może mieć duży wpływ na jakość gry. Aby porównać tarcie piłki, badacze badali poślizg dwóch modeli piłek na silikonowych arkuszach. Silikon ma podobną przyczepność, jak ludzkie dłonie. Sucha piłka skórzana ześlizgiwała się z arkusza szybciej niż plastikowa. Kiedy zwilżono piłki płynem o właściwościach podobnych do potu, przyczepność plastikowej piłki drastycznie zmalała (o 55 proc. przy pierwszej kropli), a skórzanej – korzystnie wzrosła. „Łatwiej utrzymać w dłoniach suchą piłkę plastikową i wilgotną skórzaną.” – mówi James L. Horwitz, fizyk z University of Texas-Arlington.
Źródło: Wikipedia. Zdjęcie na licencji GNU.
Aby zapobiec brakowi przyczepności nowych piłek, konieczne będą zatem ich zmiany w trakcie gry lub ich czyszczenie w trakcie meczu - tak jak w piłce nożnej. Może jednak władze NBA zdecydują o powrocie do sprawdzonej przez 35 lat tradycyjnej wersji? John J. Fontanella, były koszykarz, a obecnie fizyk na United States Naval Academy w Annapolis, autor książki o fizyce koszykówki, doradza, żeby pozostać przy skórzanej piłce do czasu aż nie powstanie doskonalszy model z tworzywa. Oto, jak duży wpływ ma technologia na jakość gry!
Elektroniczne sędziowanie
Wraz z rozwojem techniki telewizyjnej i coraz bardziej wyrównanym poziomem sportowej czołówki przyszła pora na szaleństwo pomiarów. Sędziowski stoper już dawno poszedł w odstawkę. Dzisiejsze rekordy mierzy się w setnych, a nawet tysięcznych częściach sekundy, a nowoczesne systemy pomiaru czasu są całkowicie skomputeryzowane. Bloki startowe w lekkoatletyce, sprzężone z czujnikami, reagują na zmianę siły nacisku i wykrywają falstart. Kamery zainstalowane na linii mety rejestrują obraz w zwolnionym tempie i pozwalają na bezbłędne wytypowanie zwycięzcy. W czasie zawodów pływackich sędziów wspomagają elektroniczne czujniki na słupkach startowych i w ścianach basenu. Również w tenisie system Cyclops, oparty na radarze i fotokomórce, pomaga wykryć aut. Chociaż piłkarski arbiter pozostaje jak dotąd „nieomylny”, to wspomagane sędziowanie trafi prędzej czy później również do futbolu.
A rekordomania nie ustaje. Kiedyś wyczerpią się możliwości ludzkiego organizmu i jego technologicznego wspomagania. Zatem co dalej? Jedynym sposobem, aby padły kolejne rekordy, pozostanie ulepszanie metod pomiaru wyników. Z dokładnością do kolejnych, coraz bardziej odległych miejsc po przecinku...
Agnieszka Labisko
