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Problema biomecánico del lanzamiento de peso finalmente resuelto
Uno de los deportes olímpicos más extraños es el lanzamiento de peso, un evento en el que un atleta lanza una esfera de metal del tamaño de una toronja lo más lejos posible, utilizando un extraño movimiento de lanzamiento especificado por las reglas.
Ahora, aquí hay un curioso acertijo de biomecánica: ¿en qué ángulo se debe lanzar el disparo para maximizar la distancia de lanzamiento?
Es fácil pensar que esto debería ser de 45 grados y un análisis sencillo puede sugerirlo. Pero las mediciones de la acción de los mejores putters los muestran consistentemente usando un ángulo de lanzamiento de entre 37 y 38 grados. ¿Por qué la trayectoria menos profunda?
En la década de 1970, los biomecánicos se dieron cuenta de que era necesario incluir la altura de liberación porque garantiza que la trayectoria no sea del todo simétrica. Cuando se tiene en cuenta esto, el ángulo óptimo de liberación resulta ser 42 grados, más cercano al valor medido pero todavía unos 4 o 5 grados hacia fuera. Nadie desde entonces ha podido averiguar dónde surge la diferencia.
Ahora, Alexander Lenz de la Universidad Técnica de Dortmund y Florian Rappl de la Universidad de Regensburg en Alemania dicen que saben lo que está pasando. Señalan que hay varios otros efectos que deben tenerse en cuenta.
Primero, la altura de liberación es la altura del hombro del atleta más un término adicional que depende de la longitud del brazo y su ángulo. Cuando se tiene en cuenta esto, el ángulo de liberación óptimo resulta ser hasta 1 grado más grande, lo que hace que el rompecabezas biomecánico sea aún más agudo.
A continuación, Lenz y Rappl observan la energía que los atletas pueden impartir al tiro mientras lo empujan en un ángulo desde el hombro. Esto se puede dividir en componentes cinéticos y potenciales. El componente potencial está relacionado con la altura del disparo por encima del hombro cuando se lanza.
La pareja alemana señala que la ecuación que determina la distancia final depende de la altura pero también del cuadrado de la velocidad. Por lo tanto, es mejor que el atleta imparta más energía en forma cinética que en forma potencial. Y esto reduce el ángulo óptimo de liberación.
Finalmente, Lenz y Rappl dicen que se sabe desde hace mucho tiempo que los récords mundiales en press de banca son significativamente más altos que los de clean and jerk. Esto implica que los atletas tienen mayor potencia a su disposición cuando el ángulo de liberación es de 0 grados en comparación con otros ángulos. Este efecto también significa que un ángulo de liberación más pequeño podría enviar el disparo más lejos.
Juntando todo eso, Lenz y Rappl crean un modelo de lanzamiento de peso que predice que el ángulo óptimo de lanzamiento está entre 37 y 38 grados, que coincide casi exactamente con las medidas de los mejores atletas.
¡Rompecabezas resuelto!
Ref: arxiv.org/abs/1007.3689 : El ángulo óptimo de lanzamiento en el lanzamiento de peso