Jak wysoko można czymś rzucić? Zagadki nauki
RZUT WZWYŻ
Jak wysoko można czymś rzucić?
Ludzie
są świetni w rzucaniu różnymi przedmiotami. Co prawda szympansy rzucają
odchodami (i bardzo rzadko kamieniami), ale nie potrafią tego robić tak
dokładnie i precyzyjnie jak ludzie. Mrówkolwy rzucają piaskiem, ale w
nic konkretnego nie celują. Ryby z rodziny strzelczykowatych polują na
owady poprzez wystrzeliwanie kropelek wody, ale używają w tym celu ust, a
nie rąk. Frynosomy rogate to jaszczurki, które wystrzeliwują z oczu
strumienie krwi na odległość nawet 1,5 metra. Nie mam pojęcia, dlaczego
to robią.
Ludzie są jedynym gatunkiem, który potrafi chwycić
przypadkowy przedmiot i porządnie trafić nim w cel. Jesteśmy w tym tak
dobrzy, że niektórzy naukowcy uważają, iż rzucanie kamieniami odegrało
główną rolę w procesie ewolucji mózgu człowieka współczesnego.
Rzucanie
jest trudne. Aby piłka baseballowa dotarła do pałkarza, miotacz musi
wypuścić ją z ręki w odpowiednim momencie. Jeśli popełni zaledwie
półmilisekundowy błąd, piłka ominie strefę strike’ów. Dla porównania
najszybsze przekazanie impulsu nerwowego wzdłuż ramienia człowieka trwa
około pięciu milisekund. Oznacza to, że gdy nasze ramię wciąż się
obraca, aby przyjąć odpowiednią pozycję, sygnał nakazujący wypuszczenie
piłki jest już w naszym nadgarstku. Można to porównać do perkusisty
zrzucającego pałeczkę z dziesiątego piętra, żeby uderzać nią w stojący
na ziemi bęben w odpowiednim rytmie.
Przeprowadziłem podstawowe
obliczenia aerodynamiczne dla piłki baseballowej wyrzucanej z różnymi
prędkościami. Otrzymane wysokości podam w jednostkach zwanych żyrafami
(przeciętna żyrafa ma 5 metrów). Przeciętny człowiek może prawdopodobnie
rzucić piłką baseballową na wysokość co najmniej trzech żyraf. Ktoś o
dość silnym ramieniu mógłby osiągnąć wysokość pięciu żyraf. Miotacz
rzucający piłkę z prędkością 130 kilometrów na godzinę zdołałby osiągnąć
wysokość 10 żyraf. Aroldis Chapman, oficjalny rekordzista świata, jeśli
chodzi o prędkość rzutu piłką baseballową (169 kilometrów na godzinę),
teoretycznie mógłby ją podrzucić na wysokość 14 żyraf.
Piłka
baseballowa nie jest prawdopodobnie idealnym pociskiem, trudno jednak
znaleźć dane dotyczące prędkości innych rzucanych obiektów. Na szczęście
brytyjski oszczepnik Roald Bradstock zorganizował zawody, podczas
których rzucał np martwą rybą czy zlewem kuchennym. Dostarczyły nam one
wielu wartościowych danych, a przede wszystkim wskazały na najlepszy do
naszych celów pocisk: piłkę golfową.
Niewielu zawodowych sportowców
notuje swoje wyniki w rzucaniu piłkami golfowymi. Na szczęście Bradstock
to zrobił. Jego rekordowy rzut wynosi 155 metrów. Zawodowy miotacz
mógłby, po pewnym treningu, rzucić piłką golfową szybciej niż
baseballową. Jeśli tak, to opierając się na obliczeniach
aerodynamicznych, możemy założyć, że Aroldis Chapman rzuciłby piłką
golfową na wysokość około 16 żyraf (czyli 80 metrów). Jest to
prawdopodobnie maksymalna wysokość, na jaką człowiek może czymś rzucić o
ile nie bierzemy pod uwagę techniki, za pomocą której moje pięcioletnie
dziecko potrafiłoby z łatwością pobić te wszystkie rekordy.
Przedstawione ci naukowe odpowiedzi na abstrakcyjne pytania zaczerpnęliśmy z książki „What if?” Randalla Munroe, legendy internetu, naukowca NASA, który porzucił karierę twórcy robotów by... tworzyć komiksy.