最初的情况
2016 年夏季奥运会开幕式将于 8 月 5 日在巴西里约热内卢举行。届时,整个体育界的目光都将聚焦在这项首次在南美洲举办的赛事上。
在田径比赛中,百米赛跑通常是一大亮点。在不到 10 秒钟的时间里,这个短距离的比赛会激发出巨大的肾上腺素和兴奋感。近年来,有一个名字在这个项目中格外引人注目:尤塞恩-博尔特(Usain Bolt)。
牙买加短跑运动员的全名是乌塞恩-圣里奥-博尔特(Usain St. Leo Bolt),他获得过无数荣誉,从奥运会、世界锦标赛到世界纪录。他是唯一一位在百米短跑中跑进 9.6 秒以下的选手,成绩为 9.58 秒。
但是,超跑运动员博尔特与强劲的跑车相比如何呢?ES 杂志进行了一番计算。
挑战者
尤塞恩-博尔特以 9.58 秒的成绩跑出了他的百米世界纪录。他的加速度为 9.5 米/秒2,最高时速为 43.92 公里。其功率为 3.5 马力,功率重量比为 26.587 千克/马力(kg/hp)。
博尔特在奔跑过程中释放的能量只有 7.79% 被有效地用于加速,其余都因空气阻力过大而损耗。
对手
与尤塞恩-博尔特同台竞技的是保时捷 Boxster S、法拉利 458 Italia 和宾利 Bentayga(一款中级跑车,世界上速度最快的跑车之一,也是宾利的全新超级 SUV)。以下是这三款车的规格:
保时捷 Boxster 的加速度为 5.555 m/s2,最高时速为 279 km/h。马力为 315 匹,功率重量比为 4.254 千克/马力。保时捷 Boxster S 的风阻系数低至 0.29,百米加速仅需 6 秒。
宾利 Bentayga 最高时速可达 301 公里/小时,加速度为 7.037 米/秒2。强大的 608 匹马力使功率重量比达到 3.9836 千克/马力。宾利 Bentayga 的风阻系数对于一款 SUV 而言出奇的低:0.34。宾利 Bentayga 的百米加速时间为 5.0198 秒。
法拉利 458 Italia 的最高时速为 330 公里/小时,加速度为 8.17 米/秒2。它的最大功率为 570 马力,功率重量比低至 2.5877 千克/马力。风阻系数为 0.330,比 Bentayga 的风阻系数略低。法拉利 458 Italia 的百米加速时间为 4.95 秒。
分析结果
在 9.5 m/s2 的加速度下,尤塞恩-博尔特的加速度比所有比较对象都快得惊人;即使是法拉利也只是慢了 8.17 m/s2。然而,如下图所示,短跑运动员无法保持恒定的加速度。此外,最高时速的明显差异也使加速度相对化。博尔特的最高时速约为 44 公里,与超过 300 公里的时速相比自然显得落伍。这种高速度不可能在短短 100 米内达到。然而,顶级车型可在 100 米内达到约 150 公里/小时的速度。
博尔特的风阻系数高达 1.2,这意味着它只能使用 7.79% 的动力来加速和行驶,而大部分动力都浪费在了与高空气阻力的对抗中。而跑车的车身经过风洞优化,风阻系数在 0.29 至 0.34 之间。尤塞恩-博尔特的效率要低很多倍,每马力约为 27 千克。
底线
尤塞恩-博尔特可能是一个速度惊人的人,但他似乎无法与技术先进的跑车相媲美。所有被选中作为例子的车辆都比他快 3 秒以上。尽管如此,这些差距之近还是令人印象深刻。还应该指出的是,在计算车辆的百米加速时间时,使用了从静止开始的匀加速运动公式。
总而言之,一个人的速度之快令人难以置信。一个人释放出 3.5 马力(!)的动力是非常巨大的。最高时速超过 40 公里,这在步行中也是非常快的。可以说,尤塞恩-博尔特是短跑选手中的跑车!