De wiskunde achter de snelste mens op aarde (en nee, het is niet Usain Bolt)

Wie is de snelste mens op aarde? Usain Bolt, toch? Fout. Het impopulaire antwoord is in feite Justin Gatlin. In 2011 liep hij de 100 meter in 9,45 seconden, de snelste tijd die een mens ooit op die afstand heeft gelopen. Hij verpletterde de beste tijd van Usain Bolt met maar liefst 0,13 seconden.

Op dat moment werd de controversiële Amerikaanse atleet – tweemaal uitgesloten van deelname wegens drugsgerelateerde overtredingen – over de baan geduwd door een enorme rugwind van 20 meter per seconde (de limiet voor een tijd om als record te worden bekrachtigd is +2m/s). De wind werd opgewekt door een aantal reusachtige ventilatoren als onderdeel van een Japanse spelshow, dus het “record” telde niet. Desondanks is nog nooit iemand geregistreerd die sneller loopt vanuit een stilstaande start op het vlakke – hoewel er ook enkele sub-wereldrecord tijden zijn geklokt voor mensen die heuvelafwaarts rennen.

Windhulp verbetert de prestaties van atleten alleen in deze korte sprintonderdelen en sommige van de veldonderdelen, zoals verspringen en driespringen, die sprints in één richting vereisen. Voor de meeste andere baanatleten is wind een anathema.

Je waait wat, je verliest wat

Toen Roger Banister bijvoorbeeld op de ochtend van 6 mei 1954 uit het raam keek, besloot hij bijna om zijn poging om het record van vier minuten mijl te breken uit te stellen omdat het te winderig was. Vlak voor het evenement nam de wind echter voldoende af om hem te laten deelnemen en de rest is geschiedenis. Hij wist wat wiskunde kan bewijzen: dat als je minstens één ronde over de baan moet lopen, de wind, hoe licht ook, je altijd zal vertragen.

Neem een wind die op het rechte stuk van een standaard 400 meter atletiekbaan waait. Wanneer Mo Farah met de wind meeloopt, wordt zijn snelheid met een bepaalde hoeveelheid verhoogd, maar wanneer hij op het rechte stuk tegen de wind in loopt, vermindert de wind zijn snelheid met dezelfde hoeveelheid. Het lijkt redelijk dat deze twee effecten elkaar compenseren, zodat Farah dezelfde rondetijd neerzet als wanneer er helemaal geen wind zou zijn. Vreemd genoeg werkt het echter niet zo.

De reden hiervoor is dat je op het rechte stuk sneller loopt en dus maar korte tijd door de wind wordt geduwd. Als je echter het rechte stuk af rent, ben je langer bezig langzamer te gaan, vechtend tegen de wind. Het verschil tussen de tijd dat je door de wind wordt geholpen en de tijd dat je tegen de wind moet vechten, zorgt ervoor dat je rondetijd altijd langzamer wordt. Stel je het extreme voorbeeld voor van een wind die zo sterk is dat hij je snelheid op het rechte stuk verdubbelt. Op het rechte stuk achteraan zou de wind je snelheid echter tot nul reduceren, zodat je de race nooit zou uitrijden.

Kan de wind Mo afremmen? PA

Wind en andere ongunstige weersomstandigheden kunnen dus fungeren als een leveller, waardoor de onzekerheid over de resultaten van individuele races toeneemt. Maar wat voor weer het ook is, we kunnen er toch zeker van zijn dat ’s werelds snelste sprinter altijd een man zal zijn? Nou, misschien niet. Onderzoekers van de Universiteit van Oxford ontdekten dat, hoewel de 100 meter tijden voor zowel mannen als vrouwen in de loop der jaren lineair zijn afgenomen, de tijd van de vrouwen in een veel sneller tempo afnam dan die van de mannen. Het team concludeerde dat, als de trends zich voortzetten zoals ze dat de afgelopen 90 jaar hebben gedaan, vrouwen in 2156 de 100 meter zouden kunnen domineren.

Sportwetenschappers hebben zich echter kritisch uitgelaten over de bevindingen en hebben gesuggereerd dat de toegenomen deelname en trainingsmogelijkheden voor vrouwen in dezelfde periode hebben geleid tot de kunstmatig snelle daling van hun 100-metertijden in vergelijking met die van de mannen. Zij stellen dat, nu mannen en vrouwen ongeveer op gelijke voet staan, de daling van de 100-metertijden van vrouwen zal beginnen af te nemen tot een tempo dat vergelijkbaar is met dat van de mannen. Critici wijzen ook op fundamentele verschillen in de fysiologie van mannen en vrouwen, waaronder de zuurstofopnamecapaciteit en de hoeveelheid lichaamsvet, die suggereren dat de “snelste persoon op aarde” nooit een vrouw zal zijn.

De snelste race

Hoewel de 100 meter wordt aangekondigd als de race voor de snelste persoon op aarde, is het in feite de vraag of de 100 meter altijd de snelste prestaties oplevert. Toen Bolt op de Olympische Spelen van 2008 in Bejing in het vogelneststadion twee nieuwe wereldrecords vestigde op de 100 meter en 200 meter, deed hij over zijn 200 meter 19,30 seconden, minder dan twee keer de tijd van zijn 100 meter van 9,69 seconden. Dit betekent dat hij gemiddeld sneller liep op het langere onderdeel.

Een deel van deze toename is echter te danken aan het feit dat hij in de tweede 100 meter van de 200 meter niet op snelheid hoeft te reageren en te versnellen. Gebaseerd op de gemiddelde snelheid over de hele race, is de titel van “snelste persoon op aarde” sinds het begin van de records heen en weer geschoven tussen 100 en 200 meter lopers.

Dit effect wordt nog versterkt bij de 4×100 meter estafette, waarbij op één na alle lopers hun 100-meter loop beginnen vanuit een lopende start. In de laatste etappe hoeft het “anker” zich zelfs geen zorgen te maken over het doorgeven van het stokje aan de andere kant en kan zo ongelooflijk snelle tijden neerzetten. Er zijn verschillende tijden van onder de negen seconden geregistreerd in dit deel van de race, waaronder de elektronisch getimede 8,65 seconden van Bolt in 2014.

Desondanks werd de snelste menselijke voetsnelheid geregistreerd tussen 60 en 80 meter in Bolts wereldrecord van 9,58 seconden op de 100 meter in Berlijn. Hij werd geklokt op 44,64 km/u of 27,8 mph.

Dus ondanks Gatlin’s “record”, de officiële “snelste man op aarde” titel berust nog steeds bij Bolt – althans voor nu.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.