Усэйн Болт против спортивных автомобилей

Исходная ситуация

Церемония открытия Летних Олимпийских игр 2016 года состоится в Рио-де-Жанейро, Бразилия, пятого августа. После этого внимание всего спортивного мира будет приковано к первому изданию этого турнира в Южной Америке.

В легкой атлетике забег на 100 метров обычно является особым событием. Решаемая менее чем за 10 секунд, эта короткая дистанция высвобождает огромное количество адреналина и возбуждения. В последние годы в этой дисциплине особое внимание привлекает одно имя: Усэйн Болт.

Полное имя ямайского спринтера — Усэйн Сент-Лео Болт, и он завоевал множество наград — от Олимпийских игр до чемпионатов мира и мировых рекордов. Он — единственный человек, которому удалось показать время меньше 9,6 секунды в беге на 100 метров со временем 9,58 секунды.
Но как сравнить прыгуна Болта с мощными спортивными автомобилями? Журнал ES Magazine провел некоторые расчеты.

Претендент

Усэйн Болт пробежал свои рекордные 100 метров за 9,58 секунды. При этом он достиг ускорения 9,5 м/с2 и максимальной скорости 43,92 километра в час. Это при мощности 3,5 л.с. и соотношении мощности к весу 26,587 килограмм на лошадиную силу (кг/л.с.).

Коэффициент сопротивления составил 1,2. Только 7,79% энергии, высвобожденной Вольтом во время бега, было эффективно использовано для ускорения, остальное было потеряно из-за высокого сопротивления воздуха.

Противники

Конкуренцию Усэйну Болту составят Porsche Boxster S, Ferrari 458 Italia и Bentley Bentayga, спортивный автомобиль среднего класса, один из самых быстрых спидстеров в мире и новый супервнедорожник от Bentley. Вот технические характеристики этих трех автомобилей:

Porsche Boxster развивает ускорение 5,555 м/с2 и максимальную скорость 279 км/ч. Отношение мощности к массе составляет 4,254 кг/л.с. Его мощность составляет 315 л.с., а соотношение мощности к массе — 4,254 кг/л.с. Коэффициент лобового сопротивления составляет 0,29. Porsche Boxster S преодолевает дистанцию в 100 метров за 6 секунд.

Bentley Bentayga разгоняется до максимальной скорости 301 км/ч со скоростью 7,037 м/с2. Могучая мощность в 608 л.с. приводит к соотношению мощности и веса 3,9836 кг/л.с. Коэффициент лобового сопротивления удивительно низок для внедорожника: 0,34. Bentley Bentayga преодолевает дистанцию в 100 метров за 5,0198 секунды.

Максимальная скорость Ferrari 458 Italia достигает 330 км/ч при ускорении 8,17 м/с2. Его мощность составляет 570 л.с., а соотношение мощности и веса очень низкое — 2,5877 кг/л.с. Коэффициент лобового сопротивления 0,330 минимально ниже, чем у Bentayga. Ferrari 458 Italia преодолевает дистанцию в 100 метров за 4,95 секунды.

Анализ

При 9,5 м/с2 Усэйн Болт ускоряется поразительно быстрее, чем все объекты сравнения; даже Феррари немного медленнее — 8,17 м/с2. Однако спринтер не может поддерживать это ускорение постоянным, как показано на рисунке ниже. Кроме того, ускорение релятивизируется из-за заметной разницы в максимальной скорости. При скорости около 44 км/ч Болт, естественно, выглядит устаревшим на фоне скоростей более 300 км/ч. Таких высоких скоростей невозможно достичь всего за 100 метров.Однако топовые модели могут разогнаться до 150 км/ч всего за 100 метров.

Болт также борется с чрезвычайно высоким коэффициентом сопротивления 1,2, что означает, что он может использовать только 7,79% своей мощности для ускорения и преодоления расстояния, в то время как большая ее часть тратится впустую в борьбе с большим сопротивлением воздуха. Спортивные автомобили, с другой стороны, имеют кузова, оптимизированные в аэродинамической трубе, с коэффициентом сопротивления от 0,29 до 0,34. Кроме того, соотношение мощности и веса гораздо выше: от 4,2 до 2,6 кг на одну лошадиную силу. Усэйн Болт во много раз менее эффективен — около 27 кг на лошадиную силу.

Итог

Усэйн Болт может быть невероятно быстрым человеком, но , похоже, он не в состоянии конкурировать с технически совершенными спортивными автомобилями. Все автомобили, выбранные в качестве примера, опережают его более чем на 3 секунды. Тем не менее, впечатляет, насколько близки эти различия. Следует также отметить, что для упрощенного расчета времени прохождения 100 метров автомобилями использовались формулы равномерно ускоренного движения от остановки.

В целом, просто невероятно, какой скоростью может обладать человек. Высвобождение мощности в 3,5 л.с. (!) в человеке — это колоссально. Максимальная скорость более 40 км/ч также чрезвычайно высока для пешего хода. Усэйн Болт — это, так сказать, спортивный автомобиль среди спринтеров!