De Fosbury Fysica

Vandaag komt gouden Tia in actie op de olympische spelen.
Bij de mannelijke hoogspringers zijn de prijzen intussen al uitgedeeld.
Laat ons hopen dat Tia het bleek Belgisch medailleblazoen in extremis nog een beetje kan doen opfleuren.
Maar het zal niet eenvoudig zijn. Want in deze bij uitstek technische discipline is een foutje snel gemaakt.

Hoogspringen is inderdaad een sport waarbij de technische uitvoering zeer belangrijk is.
Dat werd in Mexico 1968 duidelijk bewezen toen de Amerikaan Dick Fosbury met een “heel nieuwe” techniek op de proppen kwam en de gouden medaille won.
Maar zo nieuw was zijn techniek eigenlijk niet: zijn landgenoot Clinton Larson had hem in 1912 ook al toegepast. Maar toen lag er nog geen metersdikke schuimrubberen mat achter de lat om de vallende springer op te vangen. En dat kwam aan…
Nu zijn de matten er. En sinds 1968 hebben alle hoogspringers de Fosbury Flop overgenomen.

Het succes van die “flop” is gewoon het gevolg van een stukje toegepaste fysica.
En van het atletisch vermogen om die fysica in praktijk te brengen natuurlijk.
Want waar komt het bij hoogspringen op neer? Dat je je zwaartepunt Z over de lat tilt!
Hoe hoger de lat ligt, hoe hoger je je zwaartepunt Z moet tillen.
Maar hoe hoger je zwaartepunt Z ligt, hoe minder hoog je het moet tillen!
Het is dus niet zomaar dat die hoogspringers geen kleine dikkertjes zijn…

Dus “lange zwikken” met een hoger gelegen zwaartepunt Z zijn in het voordeel.

Maar tijdens de sprong komt het er op aan om je zwaartepunt zo laag mogelijk te houden. Dan moet je het immers minder hoog optillen.
En hier komt het geniale van de Fosbury-techniek: door het lichaam achterwaarts gekromd te houden komt het zwaartepunt Z zelfs onder de lat te liggen!
Bij de oude techniek lag het zwaartepunt duidelijk boven de lat, zodat de afstand waarover het zwaartepunt naar boven moest verplaatst worden om over dezelfde hoogte H te springen beduidend groter was: h₁ > h₂!

De afstand waarover een atleet zijn zwaartepunt kan verplaatsen, en dus hoe hoog hij kan springen, hangt af van de beschikbare energie op het moment van de sprong.
Die energie haalt de springer hoofdzakelijk uit zijn aanloopsnelheid.
M.a.w.: op het moment van de afzet moet hij zijn bewegingsenergie zo maximaal mogelijk omzetten in potentiële energie (= “hoogte-energie”).

En nu moet ik er een paar formules bij halen.
De bewegingsenergie op het moment van de afzet = ½ mv²
Hierin is v de snelheid bij de afzet en m de massa van de atleet
De potentiële energie die nodig is om met de Fosbury Flop de hoogte H te bereiken = m.g.h₂
Hierin is m weer de massa van de atleet en g is de constante valversnelling ( = 9,91m/s²)
In de veronderstelling dat er geen energie zou verloren gaan zou dus:
½ mv² = m.g.h₂ en dus zou h₂ = v²/2g
Met eenzelfde snelheid v aan de voet van de lat, kan je een hogere h₂ bereiken en dus een hogere H overschrijden!
Leve de Fosbury Flop dus!

Uiteraard heb ik de zaken hier nogal sterk vereenvoudigd. Want er gaat bij de omzetting van de bewegingsenergie in potentiële energie zeker energie verloren. Denk maar aan de draaibeweging die de atleet moet maken om rugwaarts gekromd over de lat te gaan.
Maar waarom springen ze dan niet voorwaarts gekromd?
De eenvoudigste verklaring is dat bij de rugwaartse kromming de kans minder groot is om met je armen of benen de lat te doen vallen!

Voilà, dat was de Fosbury Fysica!
Ik weet het: ik kan het hier allemaal nogal uitleggen, maar Tia moet het doen!
Het is dus weer zoals zo dikwijls: de beste stuurlui staan aan wal…