Matemātiķi izveido pilnīgi jaunu niršanu ar 5 pagriezieniem un 1,5 kūleņiem

Olimpiskais niršanas sporta veids apvieno atlētiskumu un veiklību ar spēku, graciozitāti un precizitāti. Niršanas tiek vērtētas pēc pacelšanās, lidojuma un ieiešanas ūdenī. Bet galīgais rezultāts tiek reizināts ar niršanas grūtības pakāpi. Tāpēc vienkārša, perfekti izpildīta niršana bieži vien iegūst mazāku rezultātu nekā sarežģīta niršana, kas ir daļēji bojāta.

Šī iemesla dēļ niršana ir kļuvusi arvien sarežģītāka. 2008. gada Pekinas Olimpiskajās spēlēs sarežģītākā niršana bija ar 3,8 grūtības pakāpi; šis bija apgriezts 2½ salto ar 2½ pagriezieniem. Šodien visgrūtākais niršana ir reversais 4½ salto līdakas pozīcijā ar vērtējumu 4,8. FINA, sporta pasaules vadošā iestāde, paredz sarežģītākus niršanas gadījumus.

Tāpēc ūdenslīdēji pastāvīgi meklē veidus, kā uzlabot. Un tas rada interesantu jautājumu — cik kūleņus un pagriezienus var apvienot 10 metru niršanā?

Šodien mēs saņemam sava veida atbildi, pateicoties William Tong un Holger Dullin darbam Sidnejas Universitātē, Austrālijā, kuri ir izveidojuši matemātisko modeli, kā cilvēka ķermenis var griezties un griezties gaisā. Viņi to ir izmantojuši, lai ierosinātu pilnīgi jaunu ķermeņa formas izmaiņu secību, kas var pārvērst tīru kūleņu kustību tīrā pagrieziena kustībā un atpakaļ.

Šī kustību secība ļauj ķermenim sagriezties ātrāk nekā jebkad agrāk. Tongs un Dulins stāsta, ka ar šo jauno tehniku ​​iespējams veikt līdz šim nedzirdētas sarežģītības niršanu.

Lai parādītu savu pieeju, viņi ir izstrādājuši nekad iepriekš nemēģinātu niršanu, kas sastāv no 1,5 kūleņiem ar pieciem pagriezieniem. Viņi to sauc par 513XD niršanu (pēc FINA niršanas klasifikācijas koda) un saka, ka viņi domā, ka tas būs sasniedzams tuvākajā nākotnē.

Vispirms nedaudz fona. Fizikas likumi galu galā ierobežo to, cik labirints var būt niršana. Būtiskākā robeža ir gravitācija, kas nosaka, cik ilgi ūdenslīdējs var pavadīt gaisā pirms trāpīšanas ūdenī. No 10 metru platformas krišana prasa 1,43 sekundes, un šo laiku ar labu lēcienu var palielināt līdz aptuveni 1,6 sekundēm.

Arī kūleņu un pagriezienu skaits, ko šajā laikā var veikt, ir ierobežots. Niršanas noteikumi neļauj nirējiem sagriezties lecot. Tā vietā sagriešanos var panākt, tikai pārvēršot kūleņu kustību gaisā, mainot ķermeņa formu.

Nirējam pieejamais leņķiskais impulss lidojuma laikā ir nemainīgs, un to nevar mainīt gaisā. Tātad izšķirošais ir leņķiskā impulsa apjoms, ko ūdenslīdējs rada pacelšanās laikā, jo tas arī nosaka, cik pagriezienu un kūleņu būs iespējams.

Ūdenslīdēji var pārvērst kūleņus pagriezienos, kustinot rokas, kad tās griežas. Sākot ar abām paceltām rokām, vienas rokas nolaišana uz leju izraisa ķermeņa sagriešanos, savukārt, paceļot to vēlreiz, griešanās kustība tiek apturēta. Roku kustības ātrums nosaka vērpšanas ātrumu. Spilgtas kustības rada lielāku impulsu un tādējādi rada ātrākus pagriezienus, ļaujot nirējam vēl vairāk griezties kritiena laikā.

Jaunajā Tong un Dullin kustībā tiek izmantota garāka roku kustību secība, lai radītu vēl vairāk pagriežot kustību. Kūrens nirējs sāk ar izstieptām abām rokām un nomet kreiso roku uz sāniem, tāpat kā iepriekš.

Bet nākamā kustība ir pilnīgi jauna. Nirējs pēc tam paceļ kreiso roku, vienlaikus nolaižot labo roku. Tas palielina vērpšanas ātrumu. Tālāk ūdenslīdējs paceļ labo roku, vienlaikus nolaižot kreiso roku. Visbeidzot, ūdenslīdējs paceļ kreiso roku tā, lai abas atkal būtu virs galvas, un tas aptur griešanās kustību un beidz niršanu. Protams, tam visam ir jānotiek, kamēr ūdenslīdējs kūleņo 1½ apgriezienus.

Dulins un Tongs izmanto ķermeņa biomatemātisko modeli, lai simulētu, kā tas viss var notikt. Jo īpaši viņi aprēķina, cik ilgs laiks nepieciešams, lai veiktu piecus pagriezienus un 1½ kūleņus, un parāda, ka to var izdarīt 1,8 sekundēs, pieņemot, ka nirējs pacelšanās laikā rada tikai mērenu leņķisko impulsu.

Tas ir ilgāks laiks nekā ūdenslīdējiem gaisā. Bet pāris saka, ka ir dažādi veidi, kā gūt peļņu. Acīmredzams veids ir palielināt leņķisko impulsu pacelšanās laikā. Turklāt ūdenslīdējs pavada ievērojamu laiku — 0,4 sekundes — ar izstieptām rokām un kājām, lai sasniegtu pilnus 1½ kūleņus. To varētu samazināt, ieņemot noliektu vai saliektu pozīciju (lai gan viņu modelis vēl nevar iekļaut šīs pozīcijas).

Šīm izmaiņām vajadzētu būt sasniedzamām pasaules klases nirējam, saka Dulins un Tongs. Tas liek mums secināt, ka reālās pasaules sportisti principā var izpildīt 513XD niršanu.

Viņi saka, ka tas radītu revolūciju niršanas sportā, ja tas tiktu veiksmīgi izpildīts sacensībās. Niršana, kas teorētiski ir izstrādāta, izmantojot matemātisko modeli, paver ceļu citām izmaiņām, jo ​​modelī sāk iekļautas citas ķermeņa formas izmaiņas, piemēram, līdakas un līdakas.

Protams, neviens ūdenslīdējs vēl nav mēģinājis nirt ar 513XD. Imitējot 513XD niršanu, mēs ceram sniegt treneriem un sportistiem ieskatu un motivāciju, lai kādu dienu niršana varētu tikt izpildīta sacensībās, saka Dulins un Tongs.

Darbam ir pielietojums arī citos sporta veidos, piemēram, gaisa slēpošanā un snovbordā. Tāpat komanda saka, ka pārejai no tīra kūleņa uz tīru pagriezienu (un otrādi) ir pielietojums kosmosa manevrēšanas spējā, kur gaisa laiks nav faktors.

Tas ir interesants darbs, kas izmanto matemātisko modelēšanu un inženierijas principus, lai mainītu sporta veidu. Un, ja kāds ūdenslīdējs vēlas iegūt 513XD, informējiet mūs. Mēs labprāt redzētu jūsu mēģinājumu video.

Atsauce: arxiv.org/abs/1612.06455 : jauns kūlejošs kūlenis — 513XD

paslēpties