STEMvisions Blog

Lelokuvassa Toy Story Woody sanoo Buzz Lightyearille: “Tuo ei ollut lentämistä”. Se oli tyylikästä putoamista”, kun hän on liukunut sirosti ympäri huonetta. Tämä ajatus siitä, että ihminen voisi lentää ilmassa, on kiehtonut sivilisaatioita antiikin ajoista lähtien. Tarinat muinaisista kreikkalaisista aina 1700-luvun Eurooppaan saakka kertovat samankaltaisia tarinoita miehistä, jotka muotoilivat siipiä puusta, höyhenistä ja kankaasta lintuja jäljitellen ja hyppäsivät sitten torneista, kukkuloilta tai jyrkänteiltä. Tämä kiehtovuus liidellä taivaalla jatkuu tänäkin päivänä, ja mäkihypyn miehet ja naiset jatkavat vuosituhansia vanhaa perinnettä pudota tyylikkäästi.

Mäkihypyn tavoitteena on hypätä mahdollisimman pitkälle mäkeä alas, mutta kuten Woody sanoi, mäkihyppy ei ole pelkkää lentämistä niin pitkälle kuin urheilija pystyy. Tyyli on myös suuri osa sitä. Mäkihyppääjiä arvostellaan tyylin ja etäisyyden perusteella suhteessa K-viivaan. K-linja tulee saksankielisestä sanasta “kritisch”, joka tarkoittaa kriittistä. Pisteitä vähennetään jokaisesta metristä, joka jää alle K-viivan, ja lisätään jokaisesta metristä, joka ylittää viivan. Vuoden 2018 olympialaisten normaalimäki on K98, ja K-viiva on 98 metrin päässä hypyn lopusta. Suuri mäki on K125, ja K-viiva on 125 m. Tämä tarkoittaa, että mäkihyppääjien on käytettävä fysiikkaa apuna lentääkseen K-pisteeseen tai kauemmas.

Kuva mäkihyppyrimäestäKuva: Baiaz/iStock/Thinkstock

Mäkihypyssä on neljä erillistä osiota, ja jokaisessa näistä osioista mäkihyppääjien on valjastettava fysiikka hyvin eri tavalla. Ensimmäinen on in-run eli ramppi. Mäkihyppääjät aloittavat mäkihypyn asettumalla tämän rampin yläosassa olevalle metallitangolle. Tässä vaiheessa he hyödyntävät painovoimapotentiaalienergian fysiikkaa. Sen mukaan mitä korkeammalla esine on, sitä enemmän sillä on potentiaalienergiaa. Hiihtäessään alas ramppia mäkihyppääjät muuttavat potentiaalienergiansa liike-energiaksi. Tavoitteena on minimoida ilman ja lumen vastus, jotta saadaan nopeutta ja vauhtia ennen lentoonlähtöä.

Mäkihyppääjät minimoivat vastuksen monin eri tavoin hiihtäessään alas ramppia. Ensimmäinen on kehon asento. He taivuttavat polvensa kyykkyyn minimoidakseen vastuksen pienentämällä ilman kanssa kosketuksissa olevan kehon pinta-alaa. Mäkihyppääjät säilyttävät virtaviivaisen asennon myös käyttämällä tyylikästä kypärää ja pukua ja pitämällä kädet takanaan.

Kuva aerodynaamisesta kyykystä minimoi vastuksen rampilla. Aerodynaaminen kyykky minimoi vastuksen rampilla. Kuva: Courtesy of Sarah Hendrickson

Mäkihyppääjät joutuvat kamppailemaan paitsi ilmanvastuksen myös suksiensa pohjassa olevan kitkan kanssa. Suksien pohja on muovin kaltaista materiaalia. Muovin päälle tiputetaan kuumaa vahaa ja raaputetaan sileäksi kitkan minimoimiseksi. Nykyaikaisissa mäkihyppypaikoissa on keraamiset ladut, joissa on integroitu jäähdytysjärjestelmä, joka pitää 20 mm:n paksuisen jääkerroksen vakaana hyppääjiä varten. Lumiolosuhteet ja lämpötila edellyttävät kuitenkin eri vahojen käyttöä kitkan minimoimiseksi. On olemassa erityisiä vahoja kylmälle säälle, lämpimälle säälle ja jopa vahoja, jotka on suunniteltu suksien säilytykseen sesongin ulkopuolella. Jos mäkihyppääjät minimoivat kitkan ja ilmanvastuksen 35-asteisella rampilla, he saavuttavat lentoonlähdössä noin 90 kilometrin tuntinopeuden.

Mäkihypyn toinen osa-alue on pöytä eli startti. Toisin kuin ehkä luullaan, rampin pää ei mene ylöspäin. Itse asiassa mäkihypyssä on noin 10,5 asteen kulma alaspäin. Tämä tarkoittaa, että jotta mäkihyppääjät voivat maksimoida lentomatkan, he itse asiassa ojentautuvat aerodynaamisesta kyykystä ja hyppäävät sen sijaan, että liukuisivat pois rampin päästä. Ajoitus, voima ja vartalon asento lentoonlähdössä ovat avainasemassa onnistuneen hypyn kannalta.

Mäkihypyn kolmas osa-alue ja sen ikonisin osa-alue on lento. Lennon aikana mäkihyppääjät valjastavat lentämisen fysiikan lentokoneen tavoin, jossa ei ole moottoria. Tämä tarkoittaa, että lentääkseen mäkihyppääjät joutuvat käyttämään rampilta saamaansa vauhtia ja hallitsemaan aerodynaamisia voimia. Lennon aikana heihin vaikuttaa kolme päävoimaa: noste, vastus ja paino. Nostovoima vaikuttaa kohtisuoraan ilmavirtaukseen nähden. Kun ilma osuu vaakasuoraan mäkihyppääjien kasvoihin, noste työntää heitä ylöspäin ilmassa ja antaa heidän nousta pidemmälle mäkeä alaspäin. Toisin kuin ramppiosuudella, jossa mäkihyppääjät pyrkivät minimoimaan ilmaan osuvan vartalon pinta-alan, lento-osuudella tavoitteena on käyttää litteää vartaloaan ja suksiaan työntämään ilmaa vasten.

Kuva V-lentoasennosta, joka on tärkeä etäisyyden lisäämiseksi. V-lentoasento on tärkeä etäisyyden lisäämiseksi. Kuva: Courtesy of Sarah Hendrickson

Mäkihyppääjien sukset, puvut ja vartalon asento on kaikki suunniteltu lisäämään tätä lentopinta-alaa lennon aikana nosteen lisäämiseksi. Sukset ovat leveämmät ja pidemmät kuin alppi- ja maastohiihtosukset. Ne ovat 145 % hiihtäjän pituudesta senttimetreinä ja 1,5 kertaa leveämmät kuin alppisukset. Mäkihyppääjät käyttävät pukuja, jotka ovat sienimäistä mikrokuitua, joiden ilmanläpäisevyys on säädetty ja jotka eivät saa missään kohdassa olla yli 2 cm:n päässä vartalosta. Mäkihyppääjän vartaloasennossa sukset ovat V:n muotoiset ja kädet ovat hieman sivussa vartalosta. Tämä vartaloasento, joka kehitettiin ensimmäisen kerran vuonna 1985, tuottaa 30 prosenttia enemmän nostetta kuin aiempi samansuuntainen suksiasento. Joskus mäkihyppääjät liikuttavat käsiään ja käsiään suunnatakseen lentoratansa uudelleen ja yrittäessään pysyä ilmassa pidempään.

Paino on voima, joka syntyy painovoiman vetovoimasta Maata kohtaan. Mäkihyppääjät ovat oppineet, että kevyemmät hyppääjät lentävät kauemmas kuin painavammat. Mäkihyppysukset ovat myös hyvin kevyet, sillä ne painavat vain noin 7,2 kg (16 lbs). Viimeinen voima, jonka kanssa mäkihyppääjät kamppailevat, on vastus. Aivan kuten ramppiosuuden aikana, vastus hidastaa mäkihyppääjiä ilmassa. Vetovoima on vastustamaton voima, joka hidastaa mäkihyppääjää nopeasti.

Mäkihyppääjät viimeistelevät fysiikan hallinnan viimeisessä osiossa, laskeutumisessa. Laskeutuminen, josta mäkihyppääjät arvostellaan, edellyttää, että he siirtyvät V-lentomuodostaan sukset samansuuntaisesti, yksi jalka hieman edellä ja enintään kaksi suksen leveyttä välissä. Mäkihyppääjien on hallittava painonjako ja tasapaino laskeutuakseen tasaisesti vaimentaen törmäyksen taivuttamalla polviaan. Mäkihyppysukset on suunniteltu siten, että ne muodostavat vakaan alustan, jolle mäkihyppääjät laskeutuvat. Suksen materiaali itse asiassa vaimentaa osan laskeutumisen aiheuttamasta iskusta.

Mäkihyppääjät eivät koskaan ole lentäessään enempää kuin 10-15 jalan korkeudella maasta. He seuraavat mäen kaarta ja laskeutuvat 100 metrin päähän rampin päästä. Alusta maaliin mäkihyppääjät valjastavat potentiaalienergian, muuttavat sen liike-energiaksi, hallitsevat nostetta kuin purjelentokone, toteuttavat vuosituhansia vanhan unelman ja tekevät tämän kaiken tyylillä alle 10 sekunnissa.

Kuva V-lentoasennosta, joka on tärkeä etäisyyden lisäämiseksi. Kuva: Ben Pieper Photography

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.