Объясняя мифы о скорости триатлетов», инженер и любитель триатлона Джим Гурли. Основная цель его книги – сделать спортсмена быстрее при тех же усилиях.

Триатлон – тяжелый вид спорта, но технически не слишком сложный. В отличие от, например, прыжков с шестом (интересно, что Елена Исинбаева пришла в прыжки из спортивной гимнастики), техника бега, плавания и езды на велосипеде не так уж сложна. Упорный любитель может обучиться ей, если у него есть достаточное количество свободного времени и денег. Деньги – весомая часть триатлона. Любители этого спорта тратят тысячи долларов на оборудование, разгоняя гонку вооружений.

В 2004 году Гурли завершил первый триатлонный старт. Спустя четыре года прошел первый Ironman. У Джима Гурли большой опыт работы в сферах технологий и инженерии. Будучи кадетом в Военно-воздушных силах США, автор работал в команде проекта создания спутника, который вскоре был запущен в космос и занимался сбором геолокационной информации.

1. Против природы.Как законы физики влияют на триатлетов

«Мы пересекаем финишную черту и не задумываемся о том, что только что сразились с силами природы», – пишет Гурли. В триатлоне наше тело постоянно сталкивается с силами природы. Когда атлет бежит, ему сопротивляется воздух, когда плывет – вода.

Атлеты редко задумываются об этом и путают понятия массы и веса. Масса – это величина, характеризующая количество материи в объекте. Вес – это величина, которая показывает влияние гравитации на массу. Для того чтобы проиллюстрировать это, Гурли приводит в пример астронавта. В космосе он лишен веса, но имеет ту же массу.

Следующим по важности показателем после массы и веса идет площадь соприкосновения. Она имеет заметное влияние на показатели скорости атлета. Несмотря на то, что человек может лишь незначительно повлиять на этот показатель, в триатлоне даже небольшие изменения могут привести к существенному увеличению скорости.

В частности, речь идет о положении тела во время активности. Максимально эффективная позиция достигается триатлетом во время нахождения в воде. Часть тела, которая сопротивляется воде, минимальна. Туловище и ноги находятся за плечевым поясом. «По этой причине Супермен летает параллельно земле. Плащ и так добавляет слишком много сопротивления воздуха», – пишет Гурли. Лишняя площадь тела, сопротивляющаяся воздуху или воде, заметно снижает эффективность спортсмена.

Стоит добавить сюда и гравитацию. Если тело будет прикладывать недостаточное количество усилий для того, чтобы сопротивляться гравитации, оно упадет. Если бы гравитации не было вовсе, тело оставалось бы неподвижным, а затем при прикладывании силы улетело бы в космос.

Может показаться странным, что тело держат не мышцы, а кости, но это действительно так. Это не значит, что мышцы бесполезны – они постоянно сокращаются, чтобы поддерживать скелет в идеальном балансе. Их можно сравнить с пальцем человека, который поддерживает домик из игральных карт – карты составляют каркас, но балансирует их рука.

Против триатлетов играют и законы Ньютона. Например, третий – для каждого действия существует противодействие. «Подумайте вот о чем: вы никогда не пробежали ни шагу, толкая себя. На самом деле вас толкала земля», – пишет Гурли. Представим, что триатлет начал пробежку. Его нога оттолкнулась от земли, мышцы напряглись. Фактически он напрягает все свои мышцы, чтобы оттолкнуть Землю. Конечно, она не очень сдвигается – планета подчиняется третьему закону Ньютона. Однако на нее действует сила, а значит, должно быть противодействие.

Если Земля не отталкивается от атлета, значит, атлет должен оттолкнуться от Земли. Атлету возвращается вся его энергия, которую он приложил для первого шага, – и он бежит. То же самое применимо для бега и плавания.

Физические силы противодействуют атлету всеми возможными способами. Например, с помощью трения. Производители спортивной экипировки стараются победить трение за счет новых технологий и материалов. Однако, по мнению Гурли, атлеты могут сделать многое и за счет собственных сил.

2. Всё о воде – как плавать эффективно

Плавание – самый короткий этап в триатлоне. Но если все остальное соревнование не проходит где-нибудь на вершине Эвереста, плавание кажется наиболее тяжелой частью. Интуитивно триатлеты понимают причину. «Вода плотнее воздуха и сильнее сопротивляется телу, которое стремится пройти сквозь нее», – пишет Гурли.

По мнению автора книги, основным оружием против воды является мозг человека. «Вместо того чтобы пытаться прошагать дистанцию в воде, человечество поняло, что проще принять горизонтальную позицию и, работая ногами и руками, проплыть дистанцию с наименьшими затратами», – считает Гурли.

Плавание можно сравнить с полетом самолета. На тело действуют четыре силы: вес, трение, импульс и подъемная сила. Однако с одним исключением – в сравнении с самолетом телу не нужно всегда двигаться только вертикально.

За счет плавучести человек может двигаться и горизонтально.

В плавании практически все зависит от позиции пловца. Например, его ладони – держит ли он их прямыми или сгибает «лодочками». Используя компьютерные модели расчета, ученые узнали, что наиболее эффективная модель – сгибать пальцы, оставляя расстояние между пальцами примерно в 8 миллиметров. Это снижает коэффициент трения на 9% в сравнении с моделью, при которой пальцы держатся вместе.

Базовая вещь в плавании – положение тела в воде. Если ваши ноги тонут, то они создают такое сопротивление, что вы тратите огромную энергию на его преодоление. Гидрокостюмы помогают улучшить положение тела, снизив сопротивление тела в воде. Но они разрешены только в случае, если температура воды ниже определенного порога.

Профессиональные пловцы (и многие триатлеты) очень тщательно бреют всю поверхность тела, чтобы лучше «чувствовать воду». 

Плавание в океане отличается от плавания в пресной воде из-за плотности воды. Человеку проще держаться на плаву в Мертвом море, так как процент соли в воде гораздо выше обычного. Но снижает ли соленая вода коэффициент трения? Есть ли «быстрая вода», и если да, то как ее найти?

Споры о том, как вода влияет на силу трения, беспокоят пловцов с 1600 года, когда Исаак Ньютон написал «Принципы математики». В дополнение к тому, что Ньютон описал гравитацию и принципы движения, он также исследовал то, как объекты движутся сквозь материю. Например, Ньютон выяснил, что двигаться сквозь патоку гораздо сложнее, чем сквозь воду. А двигаться сквозь воздух – проще. Ньютон определил, что вязкость – важный показатель, затрагивающий скорость движения объекта сквозь материю.

Ньютон также рассуждал о том, из чего состоит оболочка объекта, стремящегося пройти сквозь воду. Спортивные бренды построили на его работах десятки исследований. По мнению Гурли, материал, из которого состоит костюм, действительно влияет на показатели атлета.

В 2000 году компания Speedo заявила, что нашла инновационный материал, который позволяет двигаться сквозь воду быстрее остальных. По словам Speedo, этот материал помог пловцу Майклу Фелпсу завоевать на Олимпиаде рекордное количество медалей. Однако, по мнению Гурли, существует лишь три показателя, которые должны волновать атлета при выборе плавательного костюма: плотность, простота использования и гибкость.

Из-за горизонтального положения триатлета в воде костюм практически никак не влияет на силу трения. Однако костюм может действовать как ассистент для мышц – за счет облегающей формы и давления он помогает спортсмену при гребках.

Немалую роль в плавании на открытой воде играет драфтинг – когда атлет движется прямо за другим атлетом, чтобы улучшить гидродинамику.