Nieuws

De natuurkunde achter Usain Bolt


In de zomer van 2009 liep Usain Bolt op het WK de 100 meter in een adembenemende wereldrecordtijd van 9,58 seconden. Later bleek dat de Jamaicaanse sprinter voordeel zou hebben gehad van een lichte rugwind van 3,2 kilometer per uur. Uit een nieuw wiskundig model blijkt dat Bolt zonder wind inderdaad langzamer zou zijn geweest, maar het had nog steeds een recordtijd opgeleverd.

Onderzoekers van de Nationale Autonome Universiteit van Mexico gebruikten Bolts lichaamsmassa, de hoogte van de baan, de luchttemperatuur en de windsnelheid om de luchtweerstand van de sprinter te bepalen. Samen met gegevens over waar Bolt zich op elk moment van de race bevond (verzameld door lasers elke 0,1 seconde), berekenden zij dat Bolt zonder windvoordeel een tijd van 9,68 seconden over de 100 meter zou hebben gelopen. Dat is nog steeds 0,01 seconde sneller dan zijn oude recordtijd van de Olympische Spelen van het jaar ervoor.

Andere interessante conclusies uit het wiskundig model waren dat Bolt uit de starblokken kwam met een versnelling van 9,5 meter per seconde in het kwadraat (een snelheidstoename van 34 kilometer per uur per seconde, maar dat was natuurlijk maar voor even). Na 1 seconde haalde de sprinter zijn maximale vermogen, namelijk 2,6 kilowatt (wat overeenkomt met 3,5 paardenkracht). Verder gebruikte hij minder dan 8 procent van de energie die zijn spieren produceerde voor de beweging, de rest ging op aan het overwinnen van de luchtweerstand. Volgens de onderzoekers is Bolt daarmee minder aerodynamisch dan de gemiddelde man.

De studie is gepubliceerd in de European Journal of Physics.

Foto: Nick Webb