W filmie Toy Story, Woody mówi Buzzowi Astralowi, “To nie było latanie. To było spadanie ze stylem”, po tym jak z gracją szybuje po pokoju. Pomysł, że człowiek może latać w powietrzu, intrygował cywilizacje od czasów starożytnych. Historie od starożytnych Greków po XVIII-wieczną Europę opowiadają podobne historie o mężczyznach wyrabiających skrzydła z drewna, piór i tkanin imitujących ptaki, a następnie skaczących z wież, wzgórz lub klifów. Ta fascynacja szybowaniem po niebie trwa do dziś, a mężczyźni i kobiety skoków narciarskich kontynuują tysiącletnią tradycję spadania ze stylem.

Celem skoków narciarskich jest skoczenie jak najdalej w dół skoczni, jak to możliwe, ale jak powiedział Woody, skoki narciarskie nie są po prostu lataniem tak daleko, jak tylko zawodnik może. Styl jest również jego dużą częścią składową. Skoczkowie narciarscy są oceniani za styl i odległość w odniesieniu do linii K. Linia K pochodzi od niemieckiego słowa “kritisch”, co oznacza krytyczny. Punkty są odejmowane za każdy metr poniżej linii K i dodawane za każdy metr dalej od tej linii. Skocznia normalna na Igrzyskach Olimpijskich w 2018 roku to K98, a linia K znajduje się 98 metrów od końca skoczni. Duża skocznia to K125, z linią K na 125 m. Oznacza to, że skoczkowie muszą używać fizyki, aby pomóc im lecieć do punktu K lub dalej.

Zdjęcie: Baiaz/iStock/Thinkstock

Skoki narciarskie mają cztery odrębne sekcje, a w każdej z nich skoczkowie muszą okiełznać fizykę w bardzo różny sposób. Pierwszą z nich jest rozbieg, czyli rampa. Skoczkowie narciarscy zaczynają od ustawienia się na metalowym pręcie na szczycie tej rampy. W tym momencie wykorzystują oni fizykę grawitacyjnej energii potencjalnej. Stwierdza ona, że im wyżej znajduje się obiekt, tym więcej energii potencjalnej posiada. Podczas zjazdu z rampy, skoczkowie zamieniają swoją energię potencjalną na energię kinetyczną. Celem jest zminimalizowanie oporu powietrza i śniegu, aby nabrać prędkości i rozpędu przed startem.

Jest wiele sposobów na to, jak skoczkowie narciarscy minimalizują opór podczas zjazdu z rampy. Pierwszym z nich jest pozycja ciała. Zginają swoje kolana w kucki, aby zminimalizować opór poprzez zmniejszenie powierzchni ciała w kontakcie z powietrzem. Skoczkowie narciarscy również utrzymują opływową pozycję, wykorzystując gładki kask i kombinezon, utrzymując ramiona za sobą.

Aerodynamiczny kuc minimalizuje opór na rampie. Obraz: Courtesy of Sarah Hendrickson

Skoczkowie narciarscy nie tylko muszą zmagać się z oporem powietrza, ale także z tarciem na spodzie nart. Spód nart jest wykonany z materiału przypominającego plastik. Gorący wosk kapie na wierzch plastiku i jest gładko zeskrobywany, aby zminimalizować tarcie. Nowoczesne rozbiegi skoczni wyposażone są w ceramiczne tory ze zintegrowanym systemem chłodzenia, aby utrzymać stabilną 20-mm warstwę lodu dla skoczków. Jednakże, warunki śniegowe i temperatura dyktują użycie różnych wosków, aby zminimalizować tarcie. Istnieją specjalne woski na zimną pogodę, ciepłą pogodę, a nawet wosk przeznaczony do przechowywania nart poza sezonem. Jeśli skoczkowie zminimalizują tarcie i opór powietrza na 35-stopniowej rampie, osiągną prędkość około 90 km/godzinę (56 mi/godzinę) przy starcie.

Drugą częścią skoków narciarskich jest stół, czyli start. W przeciwieństwie do tego, co możesz myśleć, koniec rampy nie idzie w górę. W rzeczywistości skocznia narciarska ma około 10,5-stopniowy kąt nachylenia. Oznacza to, że skoczkowie narciarscy, aby zmaksymalizować odległość lotu, w rzeczywistości wysuwają się z aerodynamicznego kucnięcia i skaczą, zamiast zsuwać się z końca rampy. Timing, siła i pozycja ciała na starcie są kluczowe dla udanego skoku.

Trzecia sekcja skoków narciarskich, i jej najbardziej ikoniczna, to lot. Podczas lotu, skoczkowie narciarscy wykorzystują fizykę latania jak szybowiec, który nie ma silnika. Oznacza to, że aby skoczkowie mogli latać, muszą wykorzystać pęd uzyskany na rampie i kontrolować siły aerodynamiczne. Podczas lotu działają na nich trzy główne siły: siła nośna, opór powietrza i ciężar. Siła nośna działa prostopadle do przepływu powietrza. Gdy powietrze uderza poziomo w twarz skoczka, siła nośna wypycha go w powietrze i pozwala mu poszybować dalej w dół skoczni. W przeciwieństwie do części rampowej, gdzie skoczkowie starają się zminimalizować powierzchnię ciała uderzającą w powietrze, podczas części lotnej celem jest wykorzystanie płaskiego ciała i nart do pchania się w powietrze.

Pozycja V w locie jest ważna dla zwiększenia dystansu. Image: Courtesy of Sarah Hendrickson

Narty skoczków narciarskich, kombinezony i pozycja ciała są zaprojektowane tak, aby zwiększyć tę powierzchnię w locie, aby zwiększyć windę. Narty są szersze i dłuższe niż narty alpejskie i biegowe. Stanowią 145% wzrostu narciarza w centymetrach i są 1,5 raza szersze niż narty alpejskie. Skoczkowie narciarscy noszą kombinezony, które są gąbczastą mikrofibrą, która ma regulowaną ilość przepuszczalności powietrza i nie może być oddalona od ciała więcej niż 2 cm (.8 in) w każdym punkcie. Pozycja ciała skoczka narciarskiego ma narty w kształcie litery V i ramiona lekko oddalone od boku tułowia. Ta pozycja ciała, po raz pierwszy opracowana w 1985 r., wytwarza 30% więcej skoku niż poprzednia, równoległa pozycja nart. Czasami skoczkowie poruszają ramionami i rękami, aby zmienić tor lotu i spróbować pozostać dłużej w powietrzu.

Waga jest siłą generowaną przez przyciąganie grawitacyjne w kierunku Ziemi. Skoczkowie narciarscy nauczyli się, że lżejsi skoczkowie lecą dalej niż ciężsi. Narty do skoków narciarskich są również bardzo lekkie, ważą tylko około 7,2 kg (16 funtów). Ostatnią siłą, z którą zmagają się skoczkowie narciarscy jest opór powietrza. Podobnie jak podczas sekcji rampowej, opór powietrza spowalnia skoczków narciarskich w powietrzu. Opór powietrza jest siłą nie do pokonania, która szybko spowalnia skoczków.

Skoczkowie narciarscy kończą swoje opanowanie fizyki w ostatniej sekcji, lądowaniu. Lądowanie, na którym skoczkowie narciarscy są oceniani wymaga od nich przejścia z ich V latającego kształtu do nart równoległych, jedna stopa lekko do przodu i nie więcej niż dwie szerokości nart pomiędzy. Skoczkowie narciarscy muszą opanować rozkład wagi i równowagę, aby lądować stabilnie absorbując uderzenie poprzez zgięcie kolan. Narty do skoków narciarskich są zaprojektowane tak, aby były stabilną platformą, na której skoczkowie mogą wylądować. Materiał narty w rzeczywistości absorbuje niektóre z uderzeń przy lądowaniu.

Skoczkowie narciarscy nigdy nie są wyżej niż 10 do 15 stóp nad ziemią podczas lotu. Podążają za zakrętem skoczni i lądują 100 m od końca rampy. Od początku do końca, skoczkowie narciarscy wykorzystują energię potencjalną, przekształcają ją w energię kinetyczną, kontrolują wysokość jak szybowiec, realizują tysiącletnie marzenie i robią to wszystko ze stylem w czasie krótszym niż 10 sekund.

Image: Ben Pieper Photography

.