Fizyka okiem eksperta i ciekawostki, o których nie usłyszysz w telewizji. Zapraszamy na pasjonującą podróż po świecie skoków narciarskich z Łukaszem Kruczkiem. Czym jest „kąt salta” i dlaczego Jakub Janda tak pięknie się wychyla? Odsłaniamy tajemnice latania na nartach.
Łukasz Kruczek: Skoki na obiekcie normalnym różnią się od tych na mamucie. Opory rosną do kwadratu prędkości, w przypadku lotów nagły „hamulec” kosztuje o wiele więcej. Co stracisz w wyniku błędu na progu, już nie odzyskasz – nie będzie z czego odlecieć. Panuje w skokach zależność, że im większa jest skocznia, tym moc wybicia ma stosunkowo mniejsze znaczenie, jak to, by w powietrzu sprawnie ułożyć się w aerodynamicznej pozycji.
Przeprowadzono badania na jednej ze skoczni mamucich, które wykazały, że przy dobrym skoku prędkość przy lądowaniu jest wyższa od tej na progu o nawet 30%. To pokazuje istotność poprawnej sylwetki w locie. Dużo trudniej określić natomiast, ile procent szybkości można stracić w przypadku złego wybicia.
Kubacki przez długi czas latał bardzo wysoko nad zeskokiem. Teraz udało się to skorygować. Wbrew powszechnemu przekonaniu nie wynikało to z innego kierunku odbicia (jest taki sam, jak innych skoczków), ale z faktu, że Dawid ma po wyjściu z progu bardziej otwarty tułów. Wiąże się to ściśle z aerodynamiką – wchodzi w powietrze bardzo gwałtownie i idzie momentalnie do góry. Niestety przez to zwalnia, ale byli już tacy, którzy skacząc podobną techniką wygrywali Puchary Świata i zdobywali złota olimpijskie. Wiadomo – gdyby nie zwalniał, byłoby lepiej.
To wszystko jest związane z rotacją. Funkcjonuje w środowisku określenie „kąt salta”, tzn. kąt pomiędzy linią łącząca barki z kolanami a kierunkiem najazdu. Czym on jest niższy, tym szybsza jest rotacja. I nawet skacząc jak Dawid można „nakręcić się” dosyć szybko, a co za tym idzie – przenieść ciało nad narty. U niego to się zdarza jeszcze za rzadko, ale pracujemy nad tym. Wystarczy tę technikę ustabilizować.
Sylwetka w locie
Sylwetka w dużej mierze jest wypadkową tego, co się stało na progu. Tak na rozbiegu, jak i w powietrzu każdy zawodnik ma swoje czucie, które podświadomie układa go na nartach, ale kilka niuansów można próbować zmieniać. To m.in. ułożenie głowy, dłoni, można wyregulować rozstawienie nart i do pewnego stopnia także tułowia.
Na skoczka w powietrzu działają trzy siły: przyciągania (skoczek nie ma na nią wpływu), działający hamująco opór powietrza i największy przyjaciel - siła nośna. Specjalne badania wykazały, że dzięki stylowi V zawodnik zyskał aż o 28% więcej powierzchni nośnej. Niestety wartość siły, którą wytwarza lecący skoczek, jest za mała, by się wznosić. Wiąże się to z doskonałością aerodynamiczną, która dla człowieka jest bardzo słaba. W skokach siła nośna ma za zadanie zminimalizować skutki siły grawitacji i po prostu spowolnić spadanie.
Powstawanie siły nośnej tłumaczy Prawo Bernoulliego, które mówi, że suma ciśnień statycznego i dynamicznego w gazie jest stała. Lecący skoczek przypomina z profilu skrzydło samolotu, które na przedniej krawędzi ma większą, niż na tylnej, grubość. Łatwo wyobrazić sobie, że strumień powietrza opływający go od góry ma do przebycia dłuższą drogę od tego, który przepływa pod nartami. Zgodnie z zasadą ciągłości ruchu oba strumienie zrobią to w jednym czasie, dlatego powietrze „górne” musi być szybsze. Właśnie z tego wynika różnica ciśnień powietrza nad i pod zawodnikiem/skrzydłem, która daje rosnącą wraz z kątem natarcia siłę nośną. W podobnej sytuacji znajdzie się nasza dłoń, gdy wystawimy ją za okno jadącego samochodu.
ZOBACZ FILM, KTÓRY TŁUMACZY DZIAŁANIE PRAWA BERNOULLIEGO
Jest kilka „modeli” układania się skoczków w locie. Jakub Janda nieprawdopodobnie wykłada się na nartach, Gregor Deschwanden, Olli Muotka czy Andreas Wellinger robią to z kolei o wiele mniej, są otwarci wysoko nad nartami. Kamil Stoch też ma specyficzną pozycję - jego optimum są lekko załamane biodra i nieznacznie zadarte narty. Nie za mocno, by nie stawiać niepotrzebnego oporu. I nie za słabo, bo jeśli ich czubki są skierowane do dołu, tylko przetną powietrze. A po powietrzu trzeba się ślizgać.
Na początku skoczek walczy z powietrzem uderzającym od przodu (poz. A – rysunek poniżej), ale z każdą sekundą kąt ten ulega zmianie. Sztuką jest mieć wówczas jak najmniejszą powierzchnię czołową. Skoczkowie potrzebują ok. 30-40 metrów na ustawienie się (poz. B) – wcześniej ich sylwetki są podobne. Dopiero w drugiej części lotu zauważalna jest różnica, ale pod względem aerodynamicznym należy rozpatrywać ją inaczej. Ciało nie walczy już z poziomymi strugami powietrza, ale z tymi napływającymi pod kątem (poz. C). I wtedy nie ma znaczenia odległość tułowia od nart, bo w realiach dzisiejszych przepisów to powierzchnia ciała oporuje mocniej. Narty mają też mniejszą powierzchnię nośną.
Różne ekipy robią różne rzeczy, by ciało miało jak najlepszą nośność. Dziś przepisy mocno to ograniczają, ale i tak wszyscy szukają jakichś luk. Nie istnieje pytanie „ile to pomaga”, ale raczej „ile przeszkadza konkurencji”. Nie tylko o technologię w tej grze chodzi, ale także o psychologię. Takie nowinki po prostu drażnią.
Jednym z najsłynniejszych rozwiązań były obniżone austriackie kroki za czasów Floriana Liegla. W ostatnim okresie letnim głośno zrobiło się o tajemniczych kamizelkach, które pod kombinezon zakładać mieli Norwegowie. Nie przepuszczają one powietrza i docelowo miały dostarczać dodatkowych metrów. Prawdą jest, że my też je testowaliśmy i właściwie nic nam nie dawały. Efektem ich ubierania była niższa prędkość w powietrzu. Nie skreśliliśmy ich ostatecznie, ale żeby pomagały, wymagałoby to całkowitej zmiany techniki skakania. Ubieranie tych elementów powoduje, że robimy zawodnika „większego” u góry, ale taki bagaż jest umocowany daleko od środka ciężkości. Efektem tego jest zwolnienie rotacji. Gdyby takie ubranka dało się założyć w okolice ud, miednicy – wszyscy już by je mieli.
rozmawiał Michał Chmielewski
OBSERWUJ AUTORA NA TWITTERZE: @chmiielewski
Ilustracja tytułowa dzięki uprzejmości Tadeusza Mieczyńskiego
