Як фізика допомогла побити світовий рекорд

Центр мас або центр інерції — геометрична точка, положення якої характеризує розподіл мас в тілі або механічній системі.

Увага: Через позицію правовласника щодо вмісту дане відео українською було видалене з Ютуб каналу "Цікава наука". Ви зможете знайти його на Толоці.

В ранні 1960-ті роки Дік Фосбері пробував себе у різних видах спорту, але не відзначився ні в чому, поки у 16-річному віці не спробував стрибки у висоту.
В той час він не міг обійти сильних атлетів свого коледжу, використовуючи стандартну техніку стрибків, тому Фосбері вирішив стрибати навпаки — спиною вперед.
Замість того, щоб стрибати обличчям до перекладини, піднімаючи ноги традиційним методом «переступання», він почав стрибати спиною до перекладини.
Фосбері покращив свій результат на більш ніж 20 см і дуже здивував свого тренера цим дивним новим стилем стрибків у висоту.
Протягом наступних років Фосбері вдосконалював стиль, вигравши національні відбіркові змагання США і виборовши перемогу в Олімпійських іграх 1968 року в Мехіко.
На Олімпійських іграх Фосбері здивував світ новою технікою, вигравши золоту медаль і встановивши олімпійський рекорд у 2,24 м.
На наступних Олімпійських іграх майже всі атлети зі стрибків у висоту запозичили стиль, що став відомим як фосбері-флоп. [англ. flop — плюхнутися]
В чому секрет цієї техніки?
Він полягає у фізичному понятті, що називається центром мас.
У кожного об'єкта можна визначити усереднену позицію мас, беручи до уваги розподілення маси в об'єктах.
Наприклад, центр маси плоского прямокутника з рівномірною щільністю буде в точці перетину його діагоналей, на рівній відстані від кожного кута.
Можна знайти центр мас інших об'єктів за схожою схемою, або визначивши точку опори, яка знаходиться прямо під центром мас.
Спробуйте втримувати мітлу, повільно зводячи руки разом, поки вони не зустрінуться.
Ця точка опори знаходиться точно під центром мас мітли.
Люди також мають центр мас.
Коли більшість із нас стоїть, центр мас знаходиться біля живота, але що відбувається з ним, коли ми підіймаємо руки вгору?
Він рухається вгору.
Він змінює своє положення весь час, в залежності від положення тіла.
Він навіть може рухатися за межі тіла.
Коли ви нахиляєтеся вперед, центр мас знаходиться під животом, там, де взагалі немає ніякої маси.
У це важко повірити, але це дійсно середня позиція всієї маси.
У багатьох об'єктів центр мас знаходиться за межами їхніх тіл.
Наприклад, у пончика чи бумеранга.
А тепер погляньте на фосбері-флоп і прослідкуйте за тим, де буде знаходитися центр мас у спортсмена.
Атлет біжить дуже швидко, щоб перетворити горизонтальну швидкість у вертикальну і зробити стрибок.
Секунду... ось.
Погляньте на центр мас у момент прогинання тіла.
Він нижче перекладини.
В цьому секрет стрибка.
Старі техніки, які використовували до фосбері-флопу, змушували атлета застосовувати таку силу, щоб підняти центр мас над перекладиною в декількох сантиметрах від неї.
У фосбері-флоп це непотрібно.
Його геніальна суть в тому, що атлет використовує ту саму силу, але вигинає тіло значно вище, ніж раніше.
Тому він може підняти планку настільки високо, що навіть, коли центр мас не може піднятися вище, вигнуте тіло може.
Техніка Фосбері підняла на новий рівень стрибки у висоту, відокремлюючи тіло атлета від його центру мас, даючи цим багато можливостей на підняття планки.
Тому фосбері-флоп може бути єдиним в історії стрибком уперед, який водночас є стрибком назад.