A matematikusok teljesen új merülést hoznak létre 5 csavarással és 1,5 szaltóval

Az olimpiai búvársport az atletikusságot és az agilitást erővel, kecsességgel és precizitással ötvözi. A merülések elbírálása a felszállás, repülés és a vízbe való belépés alapján történik. De a végső pontszámot ezután megszorozzák a merülés nehézségi fokával. Tehát egy egyszerű, tökéletesen végrehajtott merülés gyakran kevesebb pontot ér, mint egy nehéz merülés, amely részben elhibázott.

Emiatt a merülések egyre összetettebbé váltak. A 2008-as pekingi olimpián a legösszetettebb merülés nehézségi foka 3,8 volt; ez egy fordított 2½ bukfenc volt 2½ fordulattal. Ma a legnehezebb merülés egy fordított 4½ bukfence a csukaállásban, 4,8-as értékeléssel. Nehezebb merülésekre számít a FINA, a sportág világszervezete.

A búvárok tehát folyamatosan keresik a fejlődés módját. És ez felvet egy érdekes kérdést – vajon hány bukfencet és csavart lehet kombinálni egy 10 méteres merülésben?



Ma egyfajta választ kapunk William Tong és Holger Dullin munkájának köszönhetően a Sydney-i Egyetemen, Ausztráliában, akik matematikai modellt építettek fel arra vonatkozóan, hogy az emberi test hogyan tud csavarodni-fordulni a levegőben. Ezt arra használták fel, hogy javaslatot tegyenek a testalkatváltozások egy teljesen új sorozatára, amely a tiszta bukfencező mozgást tiszta csavaró mozgássá és visszafordíthatja.

Ez a mozdulatsor lehetővé teszi, hogy a test gyorsabban csavarodjon, mint valaha. Tong és Dullin szerint ezzel az új technikával korábban hallatlanul bonyolult merüléseket lehet végrehajtani.

Hogy megmutassák megközelítésüket, egy soha meg nem próbált merülést terveztek, amely 1,5 bukfencet tartalmaz, öt fordulattal. Ezt 513XD merülésnek hívják (a FINA búvárosztályozási kódját követve), és azt mondják, hogy szerintük ez a közeljövőben elérhető lesz.

Először egy kis háttér. A fizika törvényei végső soron korlátozzák azt, hogy egy merülés milyen labirintusos lehet. A legjelentősebb határ a gravitáció, amely meghatározza, hogy a búvár mennyi időt tölthet a levegőben, mielőtt a vízbe ütközne. Egy 10 méteres platformról 1,43 másodperc alatt esik le, ez az idő egy jó ugrással körülbelül 1,6 másodpercre növelhető.

Az ez idő alatt teljesíthető bukfencek és csavarások száma is korlátozott. A búvárkodási szabályok megakadályozzák, hogy a búvárok ugrás közben elcsavarogjanak. Ehelyett a csavarást csak úgy lehet elérni, hogy a test alakjának megváltoztatásával a levegőben szaltómozgást alakítunk át.

A búvár rendelkezésére álló szögimpulzus állandó a repülés során, és a levegőben nem változtatható. Tehát a búvár által a felszállás során generált szögimpulzus mértéke döntő, mert ez határozza meg azt is, hogy hány fordulásra és bukfencezésre lesz lehetőség.

A búvárok a bukfencet csavarodásokká alakíthatják, ha karjukat forgás közben mozgatják. Ha mindkét kar felemelt, az egyik kar leeresztése a test elcsavarodást okoz, míg az újbóli felemelés megállítja a csavaró mozgást. A karok mozgási sebessége határozza meg a csavarás sebességét. A lendületes mozdulatok több impulzust keltenek, és így gyorsabb fordulatokhoz vezetnek, lehetővé téve a búvárnak, hogy tovább csavarogjon az esés során.

A Tong és Dullin új lépése a karmozgások hosszabb sorozatát használja, hogy még több csavaró mozgást generáljon. A bukfencező búvár mindkét kinyújtott karral indul, és a bal karját oldalra ejti, mint korábban.

De a következő mozgás teljesen új. A búvár ezután felemeli a bal karját, miközben leengedi a jobb karját. Ez növeli a csavarodás sebességét. Ezután a búvár felemeli a jobb karját, miközben leengedi a bal karját. Végül a búvár felemeli a bal karját úgy, hogy mindkettő ismét a feje fölé kerüljön, és ez megállítja a csavaró mozgást, és befejezi a merülést. Természetesen mindennek meg kell történnie, miközben a búvár 1½ fordulatot bukfencezik.

Dullin és Tong a test biomatematikai modelljét használja annak szimulálására, hogy mindez hogyan történhet meg. Konkrétan kiszámítják, hogy mennyi időbe telik öt fordulat és másfél bukfence megtétele, és megmutatják, hogy ez 1,8 másodperc alatt megtehető, feltételezve, hogy a búvár csak mérsékelt szögimpulzusokat generál felszállás közben.

Ez hosszabb, mint a búvárok a levegőben. De a pár azt állítja, hogy többféle módon lehet nyereséget elérni. Egy kézenfekvő módszer a szögimpulzus növelése felszállás közben. Ezenkívül a búvár jelentős időt – 0,4 másodpercet – kinyújtott karokkal és lábakkal tölt, hogy elérje a teljes másfél szaltót. Ezt csökkenteni lehetne egy húzott vagy húzott pozíció felvételével (bár a modelljük még nem tudja beépíteni ezeket a pozíciókat).

Ezek a változások elérhetőek egy világszínvonalú búvár számára, mondják Dullin és Tong. Ebből arra következtethetünk, hogy a való világ sportolói elvileg végrehajthatják az 513XD merülést.

Ez forradalmasítaná a búvársportot, ha sikeresen teljesítik a versenyen, mondják. Az elméletileg matematikai modell segítségével megtervezett merülés utat nyit más változásoknak, mivel a modell más testalkati változásokat is beépít, például a csukákat és a csukákat.

Természetesen még egyetlen búvár sem próbálkozott az 513XD merüléssel. Reméljük, hogy az 513XD merülés szimulálásával betekintést és motivációt biztosítunk az edzőknek és a sportolóknak, hogy a merülést egy napon versenyben hajtsák végre, mondja Dullin és Tong.

milyen okos egy majom

A munkának más sportágakban is van alkalmazása, mint például a légisí és a snowboard. A csapat szerint a tiszta bukfencről a tiszta csavarásra (és fordítva) való átállásnak vannak olyan alkalmazásai a térbeli manőverezésben, ahol a levegőben eltöltött idő nem számít.

Ez egy érdekes munka, amely matematikai modellezést és mérnöki elveket használ a sport természetének megváltoztatására. És ha bármelyik búvár azt hiszi, hogy esélye van az 513XD-re, tudassa velünk. Szívesen látnánk egy videót a próbálkozásaidról.

Ref: arxiv.org/abs/1612.06455 : Új csavaros bukfenc — 513XD

elrejt

Tényleges Technológiák

Kategória

Nincs Kategorizálva

Technológia

Biotechnológia

Technikai Politika

Klímaváltozás

Ember És Technológia

Szilícium-Völgy

Számítástechnika

Mit News Magazin

Mesterséges Intelligencia

Tér

Okos Városok

Blockchain

Feature Story

Alumni Profil

Öregdiák Kapcsolat

Mit News Funkció

1865

Az Én Nézetem

77 Mass Ave

Ismerje Meg A Szerzőt

Profilok A Nagylelkűségben

Az Egyetemen Látható

Öregdiák Levelei

Hírek

Mit News Magazine

Választások 2020

Indexszel

A Kupola Alatt

Tűzoltótömlő

Végtelen Történetek

Pandémiás Technológiai Projekt

Az Elnöktől

Fedősztori

Képgaléria

Ajánlott