Сможете ли вы прыгнуть выше, если будете бегать? Если да, то почему? (прыжки в высоту)

Сделав изрядную долю прыжков в высоту, я хотел бы поделиться своим мнением по этому поводу.

Прыжки в высоту отличаются от многих других прыжковых видов спорта, например прыжков с трамплина, тем, что прыжок является баллистическим, а не упругим. (Не совсем баллистический, но в большей степени, чем во многих других видах спорта.)

Кинетическая энергия не полностью сохраняется в прыжке, но часть ее перенаправляется в вертикальное направление за счет постановки ноги перед центром масс. Лучшие прыгуны в высоту — это те, кто может иметь самую высокую скорость и при этом не терять много энергии при преобразовании горизонтального импульса в вертикальный. (Некоторые также, кажется, имеют очень сильный упругий прыжок и не используют такую ​​​​большую скорость. Обычно называются силовыми прыгунами и не имеют отношения к обсуждению.)

В целом, насколько выгоден бег? Мировой рекорд с подхода -$2.45 m$и самое высокое, что я знаю без$1.82 m$.

Редактировать: Для упрощенного обсуждения я бы предложил рассмотреть технику ножниц, которая вообще не предполагает вращения, но без сомнения лучше прыжка без подхода.

https://www.youtube.com/watch?v=8hz7ZA35U5g Stefan Holm прыгает на 2,10 м техникой ножниц.

Я не утверждаю, что знаю физику прыжков в высоту, но предлагаю следующее.

Похоже, прыгуну в высоту нужно сделать две вещи, чтобы поднять планку.

Один из них — иметь горизонтальную скорость, чтобы преодолеть перекладину и добраться до другой стороны. Если бы прыгун в высоту просто встал перед перекладиной и подпрыгнул, я не понимаю, как бы он перебрался на другую сторону перекладины.

Другой, конечно, состоит в том, чтобы набрать необходимую высоту, чтобы преодолеть перекладину. Итак, вопрос в том, дает ли бег больший рост, чем другая крайность; скажем, просто стоя перед баром и прыгая прямо вверх. На картинке ниже (которую я использовал для другой цели, касающейся трения) показан бег с различными силами, действующими на него и его на землю. Бегун отталкивается от земли, придавая ему как вертикальную, так и горизонтальную составляющую скорости. Возможно, что как горизонтальная, так и вертикальная составляющие скорости возрастают по мере того, как бегун все сильнее и сильнее отталкивается от земли, набирая скорость.

Надеюсь это поможет.

помогает.

Я хотел бы провести сравнение с прыжками с шестом, особенно с прыжками с жестким шестом.

(Поиск по таким ключевым словам, как «эволюция прыжков с шестом», дал изображения, иллюстрирующие прыжки с шестом с жестким шестом.)

В прыжках с шестом большая часть прироста высоты происходит за счет преобразования горизонтальной скорости в высоту. (Часть прибавки в росте обеспечивается за счет мышечной силы рук.)

У меня складывается впечатление, что при прыжках в высоту прыгающая нога не так сильно сгибается. Мышцы ноги прыгающей ноги вносят свой вклад в рост, но, похоже, не так уж сильно.

У меня складывается впечатление, что в какой-то степени прыгающая нога используется как шест .

Я не знаю, насколько эластичны человеческие сухожилия, но, возможно, часть преобразования происходит за счет накопления упругой энергии в коленных сухожилиях. (Для сравнения, у кенгуру есть специализированное ахиллово сухожилие, обладающее необходимой эластичностью. При прыжках мышцы кенгуру не должны сокращаться, им нужно только сопротивляться растяжению, которое требует гораздо меньших затрат энергии, чем активное сокращение. сухожилие позволяет кенгуру повторно использовать энергию, а не тратить ее при каждом прыжке.)

Большая часть механики прыжка в высоту заключается в махе свободной ногой. Мне кажется: чем энергичнее ты будешь махать этой ногой во время взлета, тем большую высоту сможешь набрать. Опять же, это преобразование горизонтальной скорости в вертикальную. При беговом подходе свободная нога уже имеет некоторую горизонтальную скорость для начала, что обеспечивает более доступную начальную горизонтальную скорость для преобразования в высоту.

Тем не менее, парашютист не может позволить себе преобразовать всю горизонтальную скорость в высоту. Поскольку прыгун преодолевает перекладину, повернувшись к перекладине спиной, его путь над перекладиной обязательно очень диагональный. Вертикальное ускорение центра масс прыгуна задано: это сила тяжести. Таким образом, для траектории с высокой диагональю требуется большая горизонтальная скорость, чем при преодолении перекладины под прямым углом.

И наоборот, при прыжке из положения покоя часть драгоценной энергии приходится тратить на создание горизонтальной скорости, необходимой для преодоления планки. Не такая большая горизонтальная скорость, как при диагональном пути, но все же.

Значительная часть разницы в 55 см между прыжком в высоту с места и прыжком в высоту, когда спортсмену необходимо преодолеть перекладину, заключается в том, что при преодолении перекладины спортсменам не нужно сразу переносить весь центр масс над перекладиной. только части своего тела.

Это стало возможным благодаря Fosbury Flop , который был популяризирован благодаря золотой медали Дика Фосбери на летних Олимпийских играх 1968 года.

Во время фосбери-флопа спортсмен, приближающийся к перекладине, поворачивается во время прыжка спиной к перекладине. Когда их голова и плечи отрываются от перекладины, они продолжают поворот, так что, пока их живот отрывается от перекладины, их голова, руки и ступни находятся ниже плоскости перекладины. Высокий удар ногой в конце позволяет им закончить прыжок, не сбивая планку.

В дополнение к сравнениям преобразования горизонтальной инерции в вертикальную энергию в других ответах, это позволяет прыгунам в высоту преодолевать шест, который на 20 см выше, чем обычно позволяет их центр масс.

При прочих равных условиях, чем быстрее вы движетесь, когда отрываетесь от земли и больше не можете толкаться, тем выше вы поднимаетесь.

Но по правилам спорта ты тоже должен идти боком. Большая часть усилий, которые вы прикладываете для бокового отжимания, будет вычтена из вертикального усилия.

Поэтому, если вы уже едете вбок с нужной скоростью, когда отталкиваетесь, вам не нужно прикладывать усилия, чтобы двигаться вбок быстрее.

В первом приближении вы хотите достичь своей высшей точки, когда вы находитесь в баре. Чем быстрее вы поднимаетесь вверх, когда отрываетесь от земли, тем больше времени вам потребуется, чтобы достичь высшей точки. Таким образом, чем выше вы поднимаетесь, тем меньшая боковая скорость вам нужна. Но человеческая физиология определяет, насколько быстро вы можете оторваться от земли, и вам может быть лучше бежать быстро и оторваться от земли дальше от перекладины, хотя та же вертикальная скорость может позволить вам бежать медленнее и оторваться от земли в более близком месте.

Таким образом, есть сложности, с которыми мы не можем справиться, предполагая сферического прыгуна в высоту.

Вы не знаете. Скорость - это вектор, и скорость, которую вы учитываете, находится в координате x, которая перпендикулярна координате y. Чтобы проиллюстрировать это, подумайте о времени, которое требуется пуле, чтобы коснуться земли при выстреле (без воздуха) ... это займет столько же времени, как если бы вы уронили ее без выстрела, поэтому время y не учитывается. упущение

При ax=0, ay=-9,8 м/с^2 = g, vxo=vxo и vyo=0.

если vxo=0, то vy=g t , vx=0, y=yo+vy t+ gay t^2/2 и x=xo

если vxo\=0, то vy=g t , vx=vxo , y=y0+vy t+g ay t^2/2 и x=xo*t. что является тем же результатом для y.