Badanie przeprowadzone przez norweskich fizyków pokazuje, że rekord świata w sprincie na 100 metrów, ustanowiony przez jamajskiego sportowca Usina Bolta na niedawno zakończonych igrzyskach olimpijskich w Pekinie, mógł wynosić nie 9,69 sekundy, ale prawie 9,5 sekundy, gdyby zwycięzca nie zaczął świętować swojego sukces na mecie.
16 sierpnia 2008 r. jamajski sprinter Usain Bolt pobił rekord świata na 100 metrów (obecnie 9,69 sekundy), poprawiając tym samym swój wynik o 0,03 sekundy. To fantastyczny wynik. Jego wyścig stał się imponującą akcją, nie tylko z powodu nowego rekordu świata, ale także dlatego, że tak jak zwycięzca pobiegł. Faktem jest, że na ostatnich 20 metrach wyścigu Usain Bolt znacznie wyprzedził swoich najbliższych ścigających i głównego rywala Richarda Thompsona, dlatego zwolnił i zaczął świętować swoje zwycięstwo (patrz wideo). Pod koniec wyścigu cała światowa społeczność sportowa dyskutowała nad pytaniem: o ile mniej czasu mógłby być Usain Bolt, gdyby nie „wygłupiał się” przez resztę dystansu? Oliwy do ognia dolał trener jamajskiego sportowca, mówiąc, że światowym osiągnięciem nie mogło być 9,69 s, ale 9,52 s lub nawet lepiej.
Na ten problem zwrócili również uwagę norwescy fizycy. W swoim dowcipnym artykule Velocity Dispersions in a Cluster of Stars: How Fast Could Usain Bolt Have Run? („Rozproszenie prędkości w gromadzie gwiazd: Jak szybko mógł biec Usain Bolt?”) Próbowali odpowiedzieć na to pytanie. Fizycy postanowili dowiedzieć się, jaki byłby rekord świata w sprincie na 100 metrów, gdyby Usain Bolt nie świętował swojego sukcesu przez pozostałe 20 metrów, ale „sumiennie” przebiegł ten dystans.
Autorzy przebadali około 30 stopklatek wyścigu w różnych punktach czasowych. t, zaczynając od początku i kończąc na mecie (patrz rys. 1). To pozwoliło im określić zależność stanowiska s Usain Bolt i Richard Thompson, którzy od czasu do czasu na drugim miejscu, po zróżnicowaniu, otrzymali wykresy funkcji prędkości v(t) i przyspieszenie za(t) dla obu biegaczy (patrz rys. 2).
Po przestudiowaniu tych zależności można wyciągnąć kilka interesujących wniosków: a) pierwsze 4 sekundy, co odpowiada odległości 35 metrów, wskaźniki Usaina Bolta i Richarda Thompsona praktycznie się nie różnią; b) jamajski sprinter „zabezpieczył” swoje zwycięstwo mniej więcej w odstępie 4-8 sekund; c) po 8 sekundzie obserwuje się zauważalny spadek prędkości i przyspieszenia Usaina Bolta; d) Richard Thompson spędził ostatnie sekundy wyścigu mocniej niż zwycięzca.
Tak więc, aby ustalić, jaki powinien być hipotetyczny rekord świata, konieczne jest przeanalizowanie charakterystyki kinematycznej biegu Usaina Bolta po 8 sekundzie. Autorzy artykułu rozważają dwa scenariusze: Usain Bolt biegał z tym samym uzależnieniem na ostatnich metrach swojego wyścigu. ale(t), jak Richard Thompson (scenariusz 1), lub profil przyspieszenia Usaina Bolta w funkcji czasu jest o 0,5 m/s 2 wyższy niż w przypadku Richarda Thompsona (scenariusz 2). Dlaczego dokładnie 0,5 m/s 2? Taka jest hipoteza badaczy, którzy twierdzą, że Usain Bolt znany jest z doskonałych wyników nie tylko na dystansie stu metrów, ale także na dłuższym dystansie 200 m. Tak więc 0,5 m/s 2 wydaje się być realistycznym założeniem.
Wybierając jako warunki początkowe położenie i prędkość Usaina Bolta w 8. sekundzie, autorzy ponownie obliczyli zależności s(t) i v(t) zawodnik z Jamajki na pozostałym dystansie przed metą, biorąc pod uwagę każdy z dwóch możliwych scenariuszy wymienionych powyżej.
Na ryc. 3 uzyskane zależności s(t) dla pierwszego i drugiego scenariusza (odpowiednio czerwone krzywe przerywane i kropkowane) są porównywane z rzeczywistą zależnością (czerwona ciągła krzywa) pozycji Usaina Bolta na 100 metrów od czasu. Podobna zależność istnieje również w przypadku Richarda Thompsona (niebieska krzywa).
Ostateczny wynik jest następujący. Biorąc pod uwagę błędy obliczeniowe (wyniosły 5%) stwierdzamy, że rekord świata mógł wynosić 9,61 ± 0,04 s (scenariusz 1) lub 9,55 ± 0,04 s (scenariusz 2).
Wizualnie oznacza to, że gdyby Usain Bolt skończył w około 9,5 sekundy, to jego przewaga nad rywalami mogłaby być jeszcze bardziej zauważalna (patrz rys. 4).
Ciekawe, że według naukowców rekord świata mógł wynosić nie nawet 9,5 sekundy, ale nawet mniej, gdyby pogoda „pomogła” Jamajczykowi. Zgodnie z przepisami IAAF (Federacji Lekkiej Atletyki) podczas wyścigu dozwolona jest prędkość tylnego wiatru nie większa niż 2 m/s. A jak pokazują badania, tylny wiatr o „sile” 1 m/s poprawia czas biegu na dystansie 100 metrów o 0,05 s. Niestety podczas biegu Usaina Bolta w Pekinie panował spokój, inaczej rekord świata mógłby wynosić mniej niż 9,4 sekundy. Tak więc twierdzenie trenera jamajskiego sprintera o możliwości pobicia jeszcze bardziej imponującego rekordu świata nie jest tak bezpodstawne.
