Zinātne un olimpiskās spēles jau izsenis ir bijušas cieši saistītas. Zinātniskās inovācijas treniņu un sporta tehnoloģiju jomā ir palīdzējušas sportisko sniegumu attīstīšanā un pilnveidošanā. Izglītības un zinātnes ministrijas (IZM) veidotā komunikācijas platforma researchLatvia apskata piemērus par zinātnes, precīzāk, fizikas un fizikālo procesu, lomu sporta sacensībās.
Olimpiskās spēles tiek uzskatītas par pasaulē lielākajām sporta sacensībām. No 2024. gada 26. jūlija līdz 11. augustam 33. vasaras olimpiskās spēles norisinās Parīzē, Francijā, pulcējot 10 500 spēcīgākos sportistus. Latviju pārstāv 29 talantīgi sportisti 11 sporta veidos.
Zinātnes nozīmi pludmales un klasiskajā volejbolā ieskicē Aleksandrs Samoilovs, IZM Sporta departamenta direktors, trīskārtējs vasaras olimpisko spēļu dalībnieks pludmales volejbola disciplīnā, divkārtējs Latvijas čempions: “Fizikai ir ļoti svarīga nozīme pludmales un klasiskajā volejbolā. Runājot par zinātni un tehnoloģijām volejbolā, lielu lomu spēlē pretinieku analīzes programmas, kurās pēdējos gados tiek izmantots mākslīgais intelekts.”
“Fizikas likumu zināšana ir svarīga pludmales volejbolā, analizējot bumbas aerodinamiku un lidojumu atkarībā no vēja virziena un gaisa mitruma. Spēles laikā, izpildot gremdservi, var novērot Magnusa efektu, savukārt planējošās serves laikā rodas turbulence. Vēl nozīmīgs aspekts pludmales volejbolā ir saulesbrillēm, pareizi pieskaņot lēcas atbilstoši laikapstākļiem,” komentē A. Samoilovs.
“Olimpiešiem novēlu, lai emocijas netraucē parādīt savu labāko sportisko sniegumu, bet gan uzlabo rezultātus!”
Zinātne ir neatņemama mūsdienu sporta sastāvdaļa, kas palīdz sportistiem sasniegt viņu maksimālo potenciālu. Fizikālajiem procesiem ir būtiska loma olimpiskajās spēlēs, palīdzot optimizēt sportista kustības, ekipējuma un vides mijiedarbību.
Olimpisko sporta veidu fizika
Kad loka šāvējs bultu atvelk atpakaļ, loks un aukla uzglabā potenciālo enerģiju, kas kļūst par kinētisko enerģiju, bultu atlaižot. Spārniņi uz bultiņas rada “slīdēšanu”, kas neļauj turbulencei novirzīt bultiņu no kursa.
Daiļlēcēji, spēcīgi atsperoties no tramplīna, izmanto Ņūtona trešo likumu (darbība ir vienāda ar pretdarbību), lai iegūtu lielāku vertikālo ātrumu. Sportistiem ir jāsasprindzina gurni un pleci, kamēr viņu pēdas joprojām pieskaras dēlim; lai paātrinātos gaisā, viņi var tikai saīsināt savu rādiusu apgriešanās virzienā (sakļaujot rokas un kājas).
Kad vingrotāji veic griezienu, viņi izmanto leņķiskā impulsa fizikas koncepciju. Ievelkot rokas un kājas, sportistu inerces moments samazinās, bet leņķiskais ātrums palielinās, lai to kompensētu, saglabājot leņķisko impulsu.
Lai sasniegtu maksimālo augstumu, kārtslēcēji un augstlēcēji pārliec ķermeni pāri latiņai tā, lai viņu masas centrs faktiski atrastos līdz pat 20 cm zem latiņas, tādējādi patērējot mazāk enerģijas. Šī bija lielā "Fosberija lēciena" inovācija.
Tenisistam servējot bumbiņu uz augšu, tai rodas Magnusa efekts, aerodinamisks spēks, kas “spiež” bumbiņu uz leju. Griešanās rada arī atšķirīgu gaisa plūsmas ātrumu virs un zem bumbiņas, veidojot papildu lejupejošu spēku saskaņā ar Bernulli likumu.
Kāpēc vadošajiem sprinteriem ir tik muskuļotas rokas? Lai skrējējs būtu stabils, lielās rokas palīdz līdzsvarot stipro impulsu kājās. Saliekti elkoņi padara rokas īsākās, tām kļūstot par svārstiem, kas paātrina kustību.
Akadēmiskajiem airētājiem ir nepieciešama ideāla auguma un spēka proporcija. Garāks airētājs ir smagāks, tādēļ laiva ūdenī ieslīd dziļāk, palielinot pretestību. Bet garš, spēcīgs airētājs to kompensē ar garāku, jaudīgāku aira smēlienu.
Riteņbraucējs, kurš atrodas aizvējā aiz cita velosipēdista, var būt līdz pat 40% energoefektīvāks, nekā braucot vienatnē ar tādu pašu ātrumu. Pārsteidzoši, ka arī vadošajam riteņbraucējam ir neliels ieguvums: aizmugurējais riteņbraucējs aizpilda zema spiediena gaisa kabatu, kas citādi radītu pretestību.
Enerģijas saglabāšana palīdz skeitbordistiem šķietami pārvarēt gravitāciju. Kad sportisti nolaižas rampā, viņi pārveido gravitācijas potenciālo enerģiju kinētiskajā enerģijā ātruma veidā, ko izmanto, lai nokļūtu rampas otrā pusē. Tam seko satriecoši gaisa manevri.
Sērfotāji paļaujas uz smalku spēku līdzsvarošanu, lai palīdzētu noturēt visus kāju pirkstus uz dēļa; peldspēja un hidrodinamika neitralizē gravitāciju, lai noturētu dēli un sportistu virs ūdens, pieliekot spēku pretstatā viļņu radītajam griezes momentam, lai izvairītos no nepatīkama kritiena.
Kā redzams, augstu sasniegumu pamatā ir arī dabas parādības un likumsakarības, jo īpaši fizikālie procesi. Kustības dinamika un biomehānika (kustības analīze), pēta sportistu kustības, lai optimizētu tehniku un uzlabotu sniegumu, piemēram, augstlēkšanā, tāllēkšanā un sprintā, tiek analizēti spēki kā fizikālie lielumi un kustības trajektorijas.
Lai uzlabotu savu veiktspēju, piemēram, vingrošanā, sacensību dalībnieki izmanto tādu fizikas principu kā spēka un momenta saglabāšana. Daudzi sporta veidi balstās uz efektīvu enerģijas izmantošanu. Olimpiādes sportistu godalgoto sasniegumu pamatā ir arī enerģijas pārveidošana un izmantošana, tostarp kinētiskā un potenciālā enerģija. Svarīga ir arī impulsa saglabāšana, lai optimizētu ātrumu un manevrēšanas spējas.
Sagatavoja: Brigita Zutere, IZM AIZID komunikācijas speciāliste
Avots: insidetheperimeter.ca