13.12.2017 | Svátek má Lucie


VĚDA: Zimní sporty

7.12.2017

Do honby za rekordy, tituly a medailemi se stále víc zapojují také vědci. Zimní sporty však pro ně zůstávají tvrdým oříškem.

V roce 2010 se na olympiádě ve Vancouveru při závodě mužů v běhu na lyžích na 50 kilometrů vměstnalo prvních pět závodníků do necelých dvou sekund. Vítězství Nora Pettera Northuga nad Němcem Axelem Teichmannem o pouhé tři desetiny sekundy definitivně potvrdil až snímek cílové kamery. O čtyři roky později na zimních olympijských hrách v Soči už nedokázala ani nejmodernější technika určit, jestli závod ve sjezdu žen vyhrála Švýcarka Dominique Gisinová, nebo reprezentantka Slovinska Tina Mazeová. Zlaté medaile si z Ruska vezly obě lyžařky.

Hon na detaily

Špičkový sport se neuvěřitelně vyrovnává. Sportovci, kteří se připravují na zimní olympiádu v jihokorejském Pchjongčchangu, si to uvědomují. Nepohrdnou sebemenší výhodou, díky které by měli nad soupeři nakonec navrch. Stále častěji jim v tom pomáhá moderní věda.

Jedna velká bitva ve válce o „nepatrné výhody“ zuří ve firmách vyrábějících sportovní vybavení. Hledají se nové materiály pro skluznice lyží, kombinézy rychlobruslařů či hokejové hole. Zkoušejí se nové konstrukce a design. Například mírné rozšíření ostří hokejových bruslí přináší o pětinu menší tření při skluzu, dovoluje vykroužit ostřejší zatáčky a hráčům dává až pětiprocentní výhodu při startech a zrychleních.

Konstruktérům a vývojářům staví zimní sporty do cesty řadu překážek. Mnohé disciplíny se přestěhovaly z přírody do hal. Například olympijští rychlobruslaři závodili naposledy pod otevřeným nebem na hrách ve francouzském Albertville v roce 1992. Mnoho sportovních klání se ale stále odehrává v prostředí, kde má velké slovo příroda. A to je pro výzkum vážná komplikace. Jeden a tentýž snowboard se chová při jízdě různě v reakci na tělesné parametry a styl jízdy závodníka, ale také v závislosti na sklonu svahu, profilu trati, kvalitě sněhu...

Laboratorní testy odhalily, že na tajícím sněhu kloužou rychleji skluznice s výbrusem do tvaru širších žlábků, zatímco po zmrzlém sněhu jede rychleji lyže, do níž servisman vybrousí užší drážky. To ale říká jen málo o tom, jak se bude chovat skluznice v ostré zatáčce, po dopadu při skoku na terénní vlně nebo ve chvíli, kdy se krajně namáhaná lyže rozkmitá.

Dneska se třeba olympijský čtyřbob testuje hned na třech úrovních. Řada simulací proběhne na počítačových modelech. Jejich výsledky se pak ověří v laboratorních podmínkách. Například aerodynamika se kontroluje ve větrných tunelech. Nakonec je bob testován na dráze. Vědci pak zhodnotí nashromážděná data. Jestli navržené řešení přinese kýženou výhodu v rozhodujících okamžicích závodu, ale nikdo předem neví.

Někdy se konstruktéři sportovního náčiní ocitají v situacích, jaké s notnou dávkou nadhledu popsal Albert Einstein: „Teorie je, když víme všechno, ale nic nefunguje. Praxe je, když vše funguje, ale nikdo neví proč. A když se pak spojí teorie s praxí, nic nefunguje a nikdo neví proč.“

Mlhavější biologická pravidla

Na ještě tenčím ledě se ocitá sportovní věda, když zaostří na sportovce a jejich organismus. Biologické zákonitosti jsou „mlhavější“ než fyzikální zákony určující třeba koeficienty tření skluznice a sněhu olympijské sjezdovky. Exaktní vysvětlení, proč Petter Northug dorazil ve Vancouveru do cíle padesátikilometrového běhu o 0,3 sekundy před Axelem Teichmannem, hledá sportovní věda jen obtížně.

Snazší je odpověď na otázky o příčinách porážek. Legendární norský běžec na lyžích Björn Erlend Daehlie dominoval na olympiádě v Naganu ve třech závodech a jednou doběhl na druhém místě. V běhu na třicet kilometrů ale zcela propadl a skončil dvacátý. Důvod? Těsně před závodem napadl nový sníh a servismani nezvolili nejvhodnější vosk pro skluznice jeho lyží. Vítěz závodu Fin Mika Myllylä ale za úspěch nevděčil pouze dobré práci servisního týmu, který se s mazáním skluznic vypořádal lépe než Norové. Co tedy rozhoduje o vítězství?

V řadě disciplín závisí výkonnost v daném momentu závodu na tom, jak si vedl sportovec v předchozích fázích. Například při skoku na lyžích hraje roli rychlost, jaké skokan dosáhne před odrazem z hrany můstku. Sama o sobě ale odrazová rychlost daleký skok nezaručí. Podobně je pohyb sjezdaře při průjezdu brankou ovlivněn tím, jakou rychlost nabral nebo ztratil v předchozích brankách. Vědci proto musí zkoumat výkon sportovce jako komplikovaný celek, jehož výsledek podléhá mnoha proměnným. Rozdíl mezi vítězstvím a prohrou často tkví v detailech, jež není jednoduché odhalit.

Dnes už je samozřejmé, že se jízda či skoky závodníků natáčejí na video, aby je tým expertů podrobil zevrubné analýze. Ke slovu přicházejí i kamery s vysokým rozlišením, kamery pořizující záběry vysokou rychlostí, 3D záznamy a kombinace obrazu s daty získanými prostřednictvím družicové navigace GPS. K jejich objektivnímu vyhodnocení je k dispozici specializovaný software.

I když z dat experti získají návod pro zvýšení výkonu, neznamená to, že se sportovec skutečně zlepší. Některá „řešení“ nejsou v lidských silách. Lidský mozek a tělo mají své limity. Pohyby vykonáváme asi čtyřikrát pomaleji, než myslíme. Jestliže jednoduchou operaci provede náš mozek asi za 0,025 sekundy, na kontrolu pohybu potřebuje asi 0,1 sekundy. Rychlejší reakce mozku a těla by sportovci pomohly, ale jsou mimo jeho možnosti. Jiná řešení zvládnou výjimečně disponovaní sportovci, ale zůstávají mimo dosah atletů širší špičky. Například Usain Bolt má za maximální rychlosti krok dlouhý 277 centimetrů. Je totiž na sprintera neobvykle vysoký. Měří 196 centimetrů. Jeho soupeři, kteří většinou nepřesahují 180 centimetrů, tak dlouhým krokem běžet nemohou.

Stimulace mozku při tréninku

A v neposlední řadě zůstává vždy otevřená otázka, zda si sportovec doporučení expertů dokáže osvojit. Vědci hledají cestu „do hlav“ sportovců a zkoušejí nové metody, jak je na jedné straně zbavit nevhodných stereotypů a na druhé straně jim natrvalo vštípit správné návyky.

Američtí skokani na lyžích se snaží dohnat světovou špičku pomocí přístroje, který připomíná masivní sluchátka. V jejich oblouku je zabudován systém elektrod, které přiléhají ke kůži hlavy a vysílají do vybraných oblastí mozku elektrické impulzy. Sportovec cítí na hlavě jen jakési „mravenčení“. Výrobce zařízení tvrdí, že elektrické impulzy stimulují mozková centra řídící pohyb a navodí v mozku stav, v kterém se snáze vytvářejí trvalejší spoje mezi jednotlivými neurony. Sportovec si lépe a důkladněji osvojí trénované pohyby. Pro skoky na lyžích je například důležitý dynamický odraz na hraně můstku. Je to složitý proces, vyžadující dokonalé načasování, maximální výkon podaný ve zlomku sekundy, a navíc i perfektní koordinaci všech pohybů.

Zvýšení odrazové síly bylo u skokanů používajících přístroj o 70 procent vyšší než u skokanů trénujících s nestimulovaným mozkem. Trénink koordinace pohybu byl prý s přístrojem o 80 procent účinnější. Bude tedy pchjongčchangský skokanský areál po závodě poslouchat americkou hymnu? Sportovní experti by to považovali za senzaci.

Přilba versus rovnováha

Pro úspěch v mnoha zimních sportech je základem smysl pro rovnováhu. Těží z něj snowboardisté, lyžaři, sáňkaři, skokani, ale i krasobruslaři a další sportovci. Klíčovou roli sehrává vestibulární aparát uložený ve vnitřním uchu. Pro zimní sporty je důležité, aby funkce vnitřního ucha nenarušila například nevhodná konstrukce přilby nebo vystavení ucha extrémně nízkým teplotám. Neméně důležitý je pro udržení rovnováhy i zrak a podněty, které do mozku přicházejí ze svalů a šlach.

Výrobci kombinéz ve spolupráci s odborníky na sportovní vědy manipulují rovnovážným systémem závodníků tak, že střihem i použitým materiálem vyvíjejí zvýšený tlak na některé části lyžařova těla. Když například sjezdařská kombinéza působí na dolní části lyžařových nohou tlakem kolem 30 milimetrů rtuťového sloupce, dovolí to závodníkovi zaujmout hlubší sjezdařský postoj. Sjezdař čelí nižšímu odporu vzduchu a jede rychleji. Na síle mu to neubírá. Kompresní kombinéza navíc chrání svaly před nepříjemnými vibracemi. Podobných efektů lze dosáhnout i stažením některých částí těla tejpovací páskou.

Sportovci mohou díky těmto moderním vymoženostem do určité míry kompenzovat rozdíly ve fyzických dispozicích. Nežádoucí vibrace těla dokáže lyžař sám aktivně „odpérovat“. Jednotliví sportovci se ale v této schopnosti dost liší. Při určitých typech vibrací jsou rozdíly mezi závodníky skutečně nápadné. Pokud je lyžař během závodu vystaven větší měrou právě těmto vibracím, může vyšší „pérovací“ schopnost přinášet kýženou výhodou vedoucí k vítězství.

Pohyb nožů bobu po ledu dráhy nebo klouzání lyže po sněhu vydává typické zvuky. Sportovec má z tréninku zažité asociace mezi zvukem a pohybem. Řidič bobu proto kontroluje optimální dráhu nejen zrakem, ale i sluchem. Podobně „slyší“ svou jízdu i sjezdař nebo slalomář. Zkreslení zvuku novým typem přilby tak může poznamenat sportovcův výkon.

Klání o olympijské medaile vypukne v Pchjongčchangu 9. února 2018. O tom, kdo odejde jako vítěz a kdo jako poražený, se ale rozhoduje o celé týdny, měsíce a roky dříve. Hymny na počest vítězů tak nezazní jen pro sportovní hvězdy, ale i pro armády odborníků, kteří zůstávají v pozadí, ale bez nichž by dřina sportovců nepřinesla kýžený výsledek.

LN, 18.11.2017



Diskuse


A. Pakosta
12:21
7.12.2017

Z. Lapil
13:38
7.12.2017

A. Pakosta
13:57
7.12.2017

Z. Lapil
14:03
7.12.2017

A. Alda
10:59
7.12.2017

S. Rehulka
5:40
7.12.2017

F. Houžňák
6:54
7.12.2017

J. Kovaříček
4:42
7.12.2017

F. Houžňák
10:52
7.12.2017

počet příspěvků: 12, poslední 7.12.2017 02:03









 Neviditelný pes
Toto je DENÍK: do sítě jde obvykle nejpozději do 8.00 hod. aktuálního dne. Pokud zaspím, opiji se, zešílím nebo se zastřelím, patřičně na to upozorním - neboť jen v takovém případě vyjde Pes jindy, eventuálně nikdy.
Šéfredaktor Ondřej Neff (nickname Aston), příspěvky laskavě posílejte na adresu redakce Jiřímu Wagnerovi, redaktorovi NP (nickname JAG). Rubriku Zvířetník vede Lika.