پرش با اسکی؛ پرواز یا تصادف؟ علم چه می گوید!

فرارو- المپیک زمستانی 2022 پکن به پایان رسیده است و احتمالاً بسیاری از ما قبلاً برخی از آن را تماشا کرده ایم. بدون شک یکی از رقابت های جذاب این رویداد مسابقه پرش با اسکی است که ورزشکار پس از سفر بر روی سکوی شیب دار مسافتی باورنکردنی را در آسمان طی می کند و در نهایت بدون هیچ مشکلی فرود می آید. اما برای بسیاری از ما، این سوال ممکن است این باشد که آیا این دقیقاً همان کاری است که انجام می دهد یا خیر. آیا ورزشکار واقعاً از نظر فیزیکی پرواز می کند یا سقوط کنترل شده ای انجام می دهد؟

به گزارش فرارو، علم می گوید که اگر هر یک از ما تا حد امکان به هوا بپریم، می توانیم حدود نیم ثانیه از زمین فاصله داشته باشیم و در آسمان بمانیم. مایکل جردن می تواند حدود یک ثانیه روی آنتن بماند. در حالی که ورزش های زیادی در ارتباط با حرکت آسمان و پرش وجود دارد، واقعیت این است که هیچ کدام مانند اسکی مرز بین پرش و پرواز را محو نمی کند. پرش با اسکی احتمالاً یکی از هیجان انگیزترین رویدادهای بازی در زمستان برای نشان دادن فیزیک در عمل است. برنده ورزشکاری است که بیشترین مسافت را طی کند و با بهترین سبک پرواز کند و فرود آید. با جایگزینی اسکی و بدنه با چیزی که در واقع شبیه بال است، ورزشکاران می توانند به اندازه یک زمین فوتبال در هوا حرکت کنند، در برابر جاذبه مقاومت کنند و پنج تا هفت ثانیه در هوا بمانند.

برای توضیح کاربردی این اتفاق بهتر است موضوع را کمی باز کنیم. سه مفهوم اساسی فیزیک در پرش با اسکی وجود دارد: «گرانش»، «بلند کردن» و «کشیدن». جاذبه هر چیزی را که روی زمین پرواز می کند را می کشد. گرانش روی همه چیز یکسان عمل می کند و ورزشکاران هیچ کاری نمی توانند انجام دهند تا تاثیر آن را به حداقل برسانند. اما ورزشکاران هنگام حرکت با هوا نیز تعامل دارند. این تعامل می تواند نیروی بالابر را ایجاد کند. آسانسور نیرویی است به سمت بالا که در اثر فشار هوا بر یک جسم ایجاد می شود. اگر نیروی تولید شده توسط بالابر تقریباً توسط نیروی گرانش متعادل شود، یک جسم ممکن است بلغزد یا پرواز کند.

برای تولید نیروی بالابر، چیزی باید حرکت کند. همانطور که جسم در هوا حرکت می کند، سطح آن با ذرات هوا برخورد می کند و این ذرات را از مسیر بدن خارج می کند. همانطور که ذرات هوا به سمت پایین رانده می شوند، طبق قانون سوم حرکت نیوتن، بدن به سمت بالا رانده می شود و بیان می کند که برای هر عمل، واکنشی برابر و مخالف وجود دارد. ذرات هوا که یک جسم را به سمت بالا هل می دهند، بالابر را ایجاد می کنند. افزایش سرعت و همچنین افزایش سطح باعث افزایش حجم بالابر می شود. زاویه حمله – زاویه جسم نسبت به جهت جریان هوا – نیز می تواند بر بالابر اثر بگذارد.

در حالی که همه اینها ممکن است پیچیده به نظر برسند، بیرون آوردن دستان خود از شیشه ماشین می تواند به راحتی این اصول را توضیح دهد. اگر دست خود را کاملا صاف نگه دارید، در جای خود باقی می ماند. با این حال، اگر دست خود را به گونه ای کج کنید که پایین آن در جهت باد باشد، با برخورد ذرات موجود در هوا، دست شما به سمت بالا فشار می آورد. برخورد یکسان بین یک جسم و هوا که باعث بالابر می شود نیز باعث تنش می شود. “کشیدن” در برابر حرکت رو به جلو هر چیزی مقاومت می کند و سرعت آن را کاهش می دهد. با کاهش سرعت، “بالا” نیز کاهش می یابد و طول پرواز را محدود می کند. برای پرش های اسکی، هدف استفاده از موقعیت دقیق بدن برای به حداکثر رساندن وزن و در عین حال کاهش کشش تا حد ممکن است.

“پرواز” در پرش اسکی

اسکی بازان از بالای یک شیب شروع می کنند و سپس به پایین اسکی می پردازند تا سرعت مورد نیاز را ایجاد کنند. آنها به دقت خم می شوند تا اصطکاک بین اسکی و سطح شیب دار کاهش یابد. وقتی به انتهای مسیر می رسند، می توانند 60 مایل در ساعت (96 کیلومتر در ساعت) را طی کنند. سطح شیب دار به نقطه تیک آف ختم می شود که اگر متوجه شده باشید با زاویه 10 درجه به پایین است. قبل از اینکه ورزشکاران به انتهای رمپ برسند، پریدند. پیست اسکی به گونه ای طراحی شده است که مسیر طی شده توسط یک جامپر را تقلید کند، به طوری که ارتفاع آن از 10 تا 15 فوت بالاتر از سطح زمین نباشد.

وقتی ورزشکاران در هوا هستند، لذت فیزیک شروع می شود. جامپرها هر کاری که می توانند برای به حداکثر رساندن قدرت و در عین حال به حداقل رساندن کشش انجام می دهند. ورزشکاران هرگز نمی توانند به اندازه کافی بلند کنند تا بر جاذبه غلبه کنند، اما هرچه افزایش بیشتر انجام دهند، کندتر سقوط می کنند و کمتر به تپه می رسند. برای انجام این کار، ورزشکاران اسکی و بدن خود را تقریباً موازی با زمین قرار می دهند و اسکی های V شکل خود را خارج از فرم قرار می دهند. این موقعیت باعث بالا رفتن سطح، ایجاد نیروی بالابر و قرار دادن آنها در زاویه حمله ایده آل می شود که باعث افزایش لیفت نیز می شود. همانطور که کشش سرعت اسکی باز را کاهش می دهد، افزایش نیز کاهش می یابد و گرانش همچنان بر روی جامپر تأثیر می گذارد. سپس ورزشکار سریعتر و سریعتر شروع به سقوط می کند تا زمانی که فرود بیاید.

قوانین فیزیک را در پرش با اسکی رعایت کنید

علاوه بر فیزیک، عوامل زیادی مانند باد، تجهیزات و حتی بدن خود ورزشکار وجود دارد که می تواند بر پیشرفت پرش تأثیر بگذارد. بنابراین قوانین زیادی برای استاندارد و ایمن نگه داشتن این شرایط وجود دارد. هنگام تماشای رویدادها، ممکن است متوجه شوید که مقامات نقطه شروع را به سمت بالا یا پایین شیب حرکت می‌کنند. این تنظیم بر اساس سرعت باد است، زیرا باد سریع‌تر که به سمت مقابل می‌آید، سریع‌تر شتاب می‌گیرد و پرش طولانی‌تری ایجاد می‌کند که می‌تواند از منطقه فرود امن عبور کند.

طول خود اسکی نیز قابل تنظیم است و به قد و وزن اسکی باز بستگی دارد. اسکی می تواند تا 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 همیشه بهترین نیستند، زیرا هر چه اسکی سنگین تر باشد، آسانسور بیشتری باید در هوا بمانید. در نهایت، اسکی بازان باید لباس های تنگ بپوشند تا اطمینان حاصل شود که ورزشکاران از لباس های خود به عنوان منبع اضافی برای بالابر استفاده نمی کنند. اگرچه ممکن است هنگام تماشای مسابقات پرش اسکی مجذوب قدرت ورزشکاران شوید، اما اکنون می دانید که آنها علاوه بر توانایی بدنی، مهارت های شگفت انگیزی در مفاهیم فیزیک و البته کاربرد آنها دارند.

منبع: theconversation

ترجمه: مصطفی جرفی فرارو