Wzór na sport

Inne

Dlaczego Kamil Stoch skacze tak daleko? Jaką teorią można wyjaśnić bramki z rzutów rożnych Kazimierza Deyny? I dlaczego naukowcy łamią sobie głowy nad curlingiem - na te i inne pytania odpowiada prof. Łukasz Turski z Centrum Fizyki Teoretycznej PAN, przewodniczący Rady Programowej Centrum Nauki "Kopernik".

Przemysław Iwańczyk: Panie Profesorze… Wiem, że nie jest Pan fanem sportu. Ale może igrzyska olimpijskie skłaniają Pana do spojrzenia na transmisje z Pjongczangu?

 

Prof. Łukasz Turski: Źle Pan to ujął. Jestem za sportem dzieci i młodych ludzi, za sportem masowym. Jestem przeciwnikiem sportu zawodowego, a w szczególności jego używania jako bębenka do podbijania narodowej dumy.

 

Igrzyska to święto, ale można jednak wyłączyć ambicje narodowe…

 

Ale właśnie one to większość entuzjazmu związanego ze sportem.

 

Nie mogę się z Panem zgodzić. Igrzyska olimpijskie to też odrębna historia każdego uczestnika. Ale chciałbym zapytać Pana o fizykę w sporcie. Dlaczego Kamil Stoch leci tak daleko? Wydaje się, że powinien spaść.

 

Leci tak daleko, ponieważ zadbał o to inżynier, który zaprojektował i zbudował skocznię. Abstrahując od detali, mamy tu do czynienia z rzutem ukośnym. Wyskakuje się ze skoczni i mniej więcej wiadomo, jaka jest prędkość i jak daleko można polecieć w polu grawitacyjnym Ziemi. Można to nieco zmieniać przez różne konstrukcje, ale z punktu widzenia długości lotu to dość proste zadanie z fizyki.

 

Ale niektórzy skoczkowie spadają już na tzw. bulę.

 

Dlatego, że utrudnieniem są narty. Większość ludzi umie pływać, ale nie każdy umie pływać z cementem przywiązanym do brzucha.

 

Byłem przekonany, że narty to konstrukcja nośna dla skoczka.

 

Siła nośna nart nie jest aż tak duża. Gros całego lotu to rzut ukośny.

 

A można opisać skok narciarski wzorem?

 

Tak! Nie mogę odmówić sobie wspomnienia w tym miejscu książki "Fizyka sportu" mojego przyjaciela, nieżyjącego już profesora Krzysztofa Ernsta. Można o tym poczytać w rozdziale "Narciarstwo". Ale są inne dyscypliny, w których znajomość podstawowych praw fizyki jest bardzo ważna. Ilekroć uczę studentów fizyki, tylekroć mówiąc o ruchu obrotowym brył sztywnych przywołuję przykład rzutów rożnych, słynnych "rogali" Kazimierza Deyny. Inny przykład – koszykówka. Rzuty osobiste to ilustracja efektu Magnusa. Rotacja powoduje, że poruszająca się w powietrzu ruchem postępowym piłka leci w innym kierunku niż byśmy zakładali. W zależności od tego, czy zawodnik podkręci piłkę w przód czy w tył, piłka będzie leciała nieco bliżej lub nieco dalej. Myślę, że większość sportu powstawała w ten sposób, że ktoś orientował się, że można ciekawie wykorzystać podstawowe prawa fizyki. To, co dla mnie fascynujące to na przykład narciarstwo dowolne…

 

A snowboard? Przyzna Pan, że to zaprzeczenie prawom fizyki. Komentatorzy używają takiego sformułowania.

 

Nie, nic nie zaprzecza prawom fizyki! Nic co istnieje, nie jest sprzeczne z fizyką.

 

Ale zawodnik, który sunie na nartach z prędkością kilkudziesięciu kilometrów na godzinę, wybija się w powietrze, wykonuje kilka ewolucji i ląduje na nartach bez żadnego uszczerbku… Nie jest to zaprzeczenie prawom fizyki?

 

Czy bez uszczerbku? A wstrząsy? W tej chwili na uniwersytetach w Stanach Zjednoczonych trwa poważna dyskusja o problemie mikrowstrząsów głowy u futbolistów. Pojawia się pytanie, jak bardzo jest to szkodliwe. Układ kostny człowieka jest sztywny. Podczas lądowania na nartach przy zderzeniu z ziemią powstają drgania. Te drgania niosą ze sobą energię, a ta rozprasza się w ciele, także w mózgu. To na pewno nie jest obojętne dla naszego organizmu. Wykrycie mikrouszkodzeń mózgu jest niezwykle trudne. Kilka miesięcy temu Amerykańska Agencja Żywności i Leków – instytucja, która w Stanach Zjednoczonych dopuszcza do użytku lekarstwa i procedury medyczne – zezwoliła na używanie testu krwi pozwalającego identyfikować takie właśnie mikrowstrząsy.

 

Która dyscyplina sportu na trwających Zimowych Igrzyskach w Pjongczang jest dla Pana jako fizyka najbardziej interesująca?

 

Zaskoczę Pana. I nie dlatego, że złapano tu kogoś na dopingu. Kilka dni temu zadzwonił do mnie mój bratanek, który zapytał mnie o curling. Zainteresowałem się tym sportem. To niezwykle skomplikowana gra, także z punktu widzenia fizyki. Co więcej, na Uniwersytecie British Columbia są ludzie, którzy prowadzą badania dotyczące curlingu. Ściągnąłem od nich prace. Jeden z badaczy to nasz rodak. Curling bardzo mnie zainteresował.

 

Komplet kamieni dla drużyny curlingowej kosztuje trzydzieści tysięcy euro!

                                               

Cena wynika z ochrony przyrody. Granit wydobywany jest na szkockiej wyspie, która została ostatnio uznana za park narodowy. To spowodowało ograniczenie wydobycia. Granit tam wydobywany nie pochłania wody. A czy Pan wie, że lód do gry w curling nie jest płaski…?

 

Teraz mnie Pan zaskoczył!

 

A spód kamienia, tzw. czajnika, ma bardzo skomplikowaną  budowę i ściera się? Przed rozgrywką na tafli lodu rozpryskiwane są kropelki wody, które zamarzają. Powierzchnia staje się mikrochropowata. To powoduje, że ruch obrotowy kamienia staje się niezwykle skomplikowany. Nie kręci się on wtedy wokół własnej osi, pionowej do jego powierzchni. Obraca się wokół osi, która przychodzi przez punkt, w którym brzeg toczącego się kamienia podskoczy, niczym samochód na wyboju, na zamarzniętej kropelce wody. To fascynujące zadanie z fizyki.

 

Da się to opisać wzorem?

 

Nie da się napisać prostego wzoru. Dynamika bryły sztywnej to jedno z najbardziej skomplikowanych działań. Dlatego to tak fascynujące. Dlatego te igrzyska to dla mnie curling. Mimo dyskwalifikacji rosyjskiego zawodnika. Trzeba być jednak idiotą, żeby naćpać się czego w sytuacji, w której są obecnie rosyjscy sportowcy.

 

Zwłaszcza w curlingu, gdzie nie trzeba jakiś szczególnych umiejętności…

 

Nie, właśnie trzeba! Bardzo dużo zależy od głównodowodzącego – skipa. Poza tym, czy Pan wie, że w rączce tego kamienia jest urządzenie elektroniczne, które rejestruje, czy kamień został puszczony przed odpowiednią linią. Fascynujące. Jest jeszcze kwestia szczotki…

 

Ona ma rozgrzewać lód?

 

Przeczytałem na ten temat różne opinie. Jak na razie nie mam swojej. Jedna teoria mówi, że szczotką trze się po lodzie, aby go nieco rozpuść. Kamień płynie wtedy po powierzchni wody. Wówczas tarcie kamień – woda – lód jest inne niż tarcie kamień – lód. Inna teoria głosi, że tarcie wywołuje lokalne naprężenie płyty lodowej przez jej podgrzanie. Pojawia się wtedy dodatkowa, niewielka siła naprężenia termicznego, która może spowodować spowolnienie kamienia.

 

Zaskoczył mnie Pan. Rozumiem Pana umiłowanie dla curlingu. Myślałem jednak, że podobnie jak dla większości Polaków to skoki narciarskie są Pana ulubioną zimową dyscypliną.

 

Dla mnie skoki narciarskie to był Stanisław Marusarz. A potem… Jakoś straciłem do nich serce.

 

Ale to emocjonalnie. A naukowo? Do współczesnych skoków narciarskich dołączył sztab naukowców.

 

Do wszystkich dyscyplin sportowych dołączył sztab naukowców. Z niektórych dyscyplin sportu zawodowego zaczęto robić element prestiżu narodowego. Mam taką własną teorię. Im wyżej nad jakimś krajem unosi się sztandar głupoty, tym mocniej podbija się wyniki sportu zawodowego. Dla mnie sport to aktywność na świeżym powietrzu oraz taki, który mogą uprawiać dzieci. Skoki narciarskie  spełnianą tylko jeden z tych warunków.

 

Będzie Pan jeszcze śledził zmagania na igrzyskach w Pjongczang?

 

Nie mam czasu… Ale muszę coś Panu wyznać. Jako dziecko słuchałem relacji z igrzysk Bohdana Tomaszewskiego. To było dla mnie wydarzenia kulturalne. Pamiętam mistrzostwa bokserskie. Na marginesie, nie ma głupszego sportu niż boks. W Polsce w 1953 roku odbywały się Mistrzostwa Europy. Odbywały się w Hali Gwardii. Staliśmy tam jako dzieci. Ktoś wychodził i mówił "Kruża wygrał", "Stefaniak wygrał". To było coś niebywałego. Wtedy sport był substytutem poczucia jedności. W tym strasznym, zniszczonym kraju, pod tamtą opresją sport był wentylem. Teraz tego nie ma… I chwała Bogu.

Przemysław Iwańczyk, Polsat Sport

PolsatSport.pl w wersji na telefony z systemem Android i iOS!

Najnowsze informacje i wiadomości na bieżąco, gdziekolwiek jesteś.

Komentarze