З якою максимальною швидкістю може переміщатися людина на своїх двох? Рекорд в бігу на 100 метрів зараз становить 9,58 секунди. Він практично не змінився з 2009 року. Є думка, що це практично межа біомеханічних можливостей людини в його сьогоднішньої анатомії. Однак розрахунки показують, що межа цей можна відсунути.

Нинішній світовий рекорд поставив бігун з Ямайки Усейн Болт, який відрізняється унікальними фізичними даними. Конкурентів у нього на сьогоднішній день немає, але вчені готові працювати в цьому напрямку. Ще в 2008 році в Journal of Experimental Biology (Журнал експериментальної біології), з'явився матеріал біолога зі Стенфорда Марка Денні (Mark Denny), який вивчав рекорди бігу на 100 метрів, які встановлювалися з 1900 року.

Після складання графіка вчений написав рівняння, яке моделює властивості отриманої їм кривої. Ближче до кінця крива ставала пологої, що відображає наближення до межі нинішніх людських можливостей. Графік показав, що межею швидкості для людини на стометрівці стане 9,48 секунди.

Цей висновок близький до результатів дослідження норвезьких фізиків світового рекорду в бігу на 100 метрів, який Усейн Болт встановив на пекінській Олімпіаді в 2008-му. норвежці розрахували , Що він міг би становити не 9,69 секунд, а приблизно 9,5 секунди. Створивши подібні графіки для інших бігунів, Денні з'ясував, що коні і собаки вже досягли максимумів своєї швидкості. Причому у скакунів це сталося ще в 50-х роках, а хорти "добігли" до межі в 70-е.

Робота "Біологічний межа швидкості бігу обумовлений типом поверхні" Пітера Уейнда з Південного Методичної Університету констатує, що швидкість бігуна обмежена силою, з якою спортсмен відштовхується від поверхні.

Читайте також: Розкрито секрет швидкості гепардів

Згідно з проведеними розрахунками, видатні спринтери вкладають в кожен біговій крок силу від 360 до 450 кілограмів на кожну ногу. Але Уейнд впевнений, що кінцівки здатні на набагато більші штовхають зусилля, ніж ті, які ми спостерігаємо при прямолінійній високошвидкісному бігу. І, крім того, ми використовуємо не найефективнішу техніку бігу. Пов'язано це і з тим, що коліна у нас дивляться "не в ту сторону", що безпосередньо пов'язано з прямоходінням.

Проведені експериментаторами досліди показали, що під час стрибків сила удару ногами об землю на третину перевищує бігову. Це дозволило Уейнду зробити теоретичне припущення: застосувавши таку ж силу під час бігу, людина може переміщатися зі швидкістю 19,3 метра в секунду, а значить, на стометрівці можна вкластися в 5,18 секунди.

Однак під час бігу 90 відсотків прикладеного зусилля направлено вертикально. І тільки 5 відсотків сили просувають людини в горизонтальному напрямку. Виходить, що під час бігу людина підстрибує як м'ячик, що знижує його швидкість. До речі, самі швидкі наземні тварини на землі, гепарди, свій потужний поштовх задніми кінцівками перетворять в довгий стелиться над землею політ, що і дозволяє їм розвивати неймовірну швидкість. І пробігають стометрівку за 6 секунд.

Саме стелиться майже "човгає" біг використовують стаєр, так як він є спосіб найбільш ергономічного й економічного переміщення, що зберігає сили на наддовгих дистанціях. Але стаєр не дуже цікавить максимальна швидкість.

Проведені дослідження і спостереження за технікою бігу гепардів показують, що у людини є чималий резерв по прискоренню переміщення за рахунок використання пристосувань, що допомагають перетворити вектор сили при поштовхах ногою під час пересування. Можна припустити, що використання додаткових "прибудов" до ніг людини або якихось аналогів спойлерів різко прискорить його переміщення в просторі. Це можуть бути і анатомічні трансформери для ніг, схожі на які отримують все більшу популярність ресорні тренажери Jollyjumper. Приклад не дуже коректний, тому що ці пристосування в основному підсилюють поштовх ноги людини за рахунок пружин, лише незначно змінюючи вектор сили після відштовхування.

Ще одним біомеханічних фактором, що впливає на швидкість людського бігу, є співвідношення сили поштовхів ніг з їх частотою. У кожної людини ці особливості індивідуальні. У своїй новій роботі Уейнд спробує визначити оптимальне співвідношення цих параметрів.

У сучасному спорті магістральним напрямом прискорення людини є робота над швидкістю м'язових скорочень за рахунок застосування хімічних препаратів. Це і є горезвісний допінг, який дійсно дозволяє прискоритися людині, проте здатний привести до негативних наслідків для його здоров'я.

Експерти вже давно говорять про те, що спорт перетворився на змагання фармацевтів. До процесу вже підключилися і генетики, які зараз зайняті вирощуванням особин з окремими параметрами, далеко переважаючими среднечеловеческіе. Однак і перед тими і перед іншими в повний зріст постане саме проблема біомеханічних обмежень опорно-рухового апарату людини.

Тому нових проривних відкриттів слід чекати, як це не дивно звучить, від інвалідів. Параолімпійські ігри крім гуманітарної виконують найважливішу науково-технічну функцію, стимулюючи розробку ефективної альтернативної та додаткової анатомічної інфраструктури людини.

Читайте також: Секрет еволюції витрусили з мавп на тренажері

Зараз спринтери-інваліди виступають з протезами і поступово наближаються до максимальних швидкісними показниками людей зі звичайними кінцівками. Не за горами історичний день, коли люди з штучними кінцівками перевершать в швидкості володарів звичайних ніг.

Читайте найцікавіше в рубриці " Наука і техніка "