Το ρεκόρ όλων των εποχών στον αγώνα ταχύτητας των 100 μέτρων είναι τα 9,58 δευτερόλεπτα του Usain Bolt, που σημειώθηκε το 2009. Ποιος είναι τελικά ο ταχύτερος χρόνος στο κατοστάρι για ένα ιδανικό ανθρώπινο σώμα και ιδανικές συνθήκες αγώνα;
Ξεκινώντας το 2008, ο Γιουσέιν Μπολτ άρχισε να καταρρίπτει τα ρεκόρ σε αποστάσεις σπριντ, επιτυγχάνοντας τον ταχύτερο χρόνο του στα 100 μέτρα των 9,58 δευτερολέπτων, που σημειώθηκε το 2009, ένα ρεκόρ που ισχύει μέχρι σήμερα, μετά από σχεδόν 15 χρόνια. Εκτός από τον Bolt, κανένας άνθρωπος δεν έχει τρέξει ποτέ 100 μέτρα σε λιγότερο από 9,73 9,69 δευτερόλεπτα, αν και ο Noah Lyles και άλλοι θα προσπαθήσουν να σπάσουν αυτό το ρεκόρ φετινούς Ολυμπιακούς Αγώνες του 2024 στο Παρίσι.
Πολλοί έχουν αναρωτηθεί: ποιό είναι το απόλυτο όριο για την ανθρώπινη ταχύτητα στα 100 μέτρα;
Ένας τέλειος αθλητής σε ανατομία, εκκίνηση, επιτάχυνση, αντοχή και μέγιστη ταχύτητα, με λίγα λόγια ένας υπερ-αθλητής, πόσο γρήγορα θα μπορούσε να τρέξει υπό ιδανικές συνθήκες σε έναν αγώνα 100 μέτρων;
Στη συνέχεια, γίνεται ένας υπολογισμός του ελάχιστου δυνατού χρόνου στο κατοστάρι, κάνοντας μερικές απλές υποθέσεις για τους τρεις βασικότερους παράγοντες που καθορίζουν μια κούρσα 100 μέτρων: τον χρόνο αντίδρασης, την μέγιστη επιτάχυνση και την μέγιστη ταχύτητα (που θα μπορούσε να αποκτήσει και να διατηρήσει για τον απαραίτητο χρόνο ένας υπερ-αθλητής).
1) Ο χρόνος αντίδρασης
Για την τέλεια κούσρα των 100 μέτρων, πρώτος στόχος είναι η τέλεια εκκίνηση: ακριβώς 0,10 δευτερόλεπτα μετά την εκπυρσοκρότηση του πιστολιού. Ο χρόνος της ανθρώπινης αντίδρασης είναι περιορισμένος. Μικρότερος χρόνος από τα 0,10 δευτερόλεπτα σημαίνει παράβαση της εκκίνησης που σηματοδοτεί το πιστόλι του αφέτη.
Προφανώς ο υπερ-αθλητής θα κάνει την τέλεια εκκίνηση μετά από 0,1 sec, ακριβώς.
2) Η επιτάχυνση μέχρι την μέγιστη ταχύτητα
Μελετώντας τις ταχύτερες εκκινήσεις στους αγώνες των 100 μέτρων, βρέθηκε ότι οι άνθρωποι μπορούν επιταχύνουν με ρυθμούς έως και 7 m/sec2 (μέτρα/δευτερόλεπτο ανά δευτερόλεπτο).
Υποθέτουμε λοιπόν ότι ένας υπερ-αθλητής μπορεί να διατηρήσει σταθερή επιτάχυνση αmax=7 m/sec2, μέχρι να αποκτήσει την μέγιστη δυνατή ταχύτητα.
3) Η τελική ταχύτητα
Η μεγαλύτερη τελική ταχύτητα που επιτεύχθηκε ποτέ από άνθρωπο ήταν
τα 12,42 μέτρα/δευτερόλεπτο από τον Bolt. Ωστόσο, οι ανατομικές μελέτες δείχνουν ότι είναι εφικτές μέγιστες ταχύτητες έως 15,6-17,9 m/sec (μέτρα/δευτερόλεπτο). Στην πράξη, οι κορυφαίες ταχύτητες διατηρούνται μόνο για 3-4 δευτερόλεπτα.
Εδώ θα υποθέσουμε ότι ο υπερ-αθλητής μας μπορεί να διατηρήσει μια μέγιστη ταχύτητα υmax=17,9 m/sec, μέχρι τον τερματισμό.
Τώρα μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε απλή γυμνασιακή φυσική Α’ λυκείου:
● Ο υπερ-αθλητής κάνει την ιδανική εκκίνηση μετά από Δt1=0,10 sec.
● Αναπτύσσει σταθερή επιτάχυνση αmax=7 m/sec2 μέχρι να πιάσει την μέγιστη ταχύτητα υmax=17,9 m/sec, για χρονικό διάστημα Δt2=υmax/α=2,56 sec, διανύοντας απόσταση s=1/2 αmax Δt22 = 23 m.
● Διατηρώντας την σταθερή ταχύτητα υmax=17,9 m/sec, διανύει το υπόλοιπο της διαδρομής σε χρονικό διάστημα, Δt3=(100-s)/υmax=4,3 sec.
● Αθροίζοντας τα τρία χρονικά διαστήματα (Δt1+Δt2+Δt3) βρίσκουμε ότι ο υπεραθλητής θα έτρεχε τα 100 μέτρα σε χρόνο 6,96 δευτερόλεπτα!
Αν τα τρέξει γρηγορότερα, τότε μάλλον δεν είναι άνθρωπος.
πηγή: https://bigthink.com/starts-with-a-bang/fast-human-run-100-meters
Κατηγορίες:ΜΗΧΑΝΙΚΗ
physicsgg 
Με 0,1s αντίδραση, 7m/s2 επιτάχυνση, 13m/s υmax, βγαίνει λίγο πιο… ανθρώπινο αποτέλεσμα ήτοι περίπου 9s τα 100m!…
(Βέβαια, θα πρέπει να κρατήσει την υmax για περίπου 7 δευτερόλεπτα!)
Πολύ όμορφη μελέτη, αν θυμάμαι από την κόρη μου, στο γυμνάσιο δεν διδάσκεται πλέον η επιτάχυνση, ούτε προφανώς, η επιταχυνόμενη κίνηση……
Οπότε , η φράση: «Τώρα μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε απλή γυμνασιακή φυσική…»,
φοβάμαι πως το 2024 πρέπει να τροποποιηθεί σε «Τώρα μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε απλή λυκειακή φυσική…»
Έχετε δίκιο, ευχαριστώ!
… διορθώθηκε
«Εκτός από τον Bolt, κανένας άνθρωπος δεν έχει τρέξει ποτέ 100 μέτρα σε λιγότερο από 9,73 δευτερόλεπτα,»
Αυτό είναι λάθος, 6,69, ο Τάισον Γκέι ΗΠΑ τον Σεπτέμβριο του 2009, κι ο Γιόχαν Μπλέικ Τζαμάικα τον Αύγουστο του 2012.
Κατά τ’άλλα πολύ ωραία η ανάλυση, συγχαρητήρια. Μια απορία μόνο, αν η μέτρηση γίνει χωρίς τον περιορισμό του αφέτη αλλά απ’όταν ξεκινήσει ο αθλητής, ποιο θα ήταν το προσδοκώμενο χρονικό ώφελος; Φαντάζομαι όχι το 0,10, αλλά πόσο;
Διορθώθηκε. Ευχαριστώ!
Μαλιστα, ναι καλά τα λες, δεν έβαλλες το παράγοντα ντόπινγκ στην εξίσωση, οπότε βάλτα όλα ξανά με τον παράγοντα ντόπινγκ, και θα βγει τουλάχιστον 6,5 δευτερόλεπτα, είναι περίεργο πως δε ξέρουμε ακόμα τις δυνατότητες μας σε 8 δισεκ. ανθρώπους στο πλανήτη αυτό!