Bạn đã bao giờ tự hỏi làm thế nào các vận động viên nhảy cầu trượt tuyết có thể trượt xuống từ độ cao 100 mét mà không bị thương khi tiếp đất chưa? Trông vừa hồi hộp vừa an toàn.

Hôm nay, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu cơ sở khoa học đằng sau lý do tại sao những vận động viên này không bị thương dù ngã từ độ cao như vậy. Hãy cùng khám phá nhé!

Tại sao người ta thường bị thương khi ngã từ trên cao?

Trước tiên, để hiểu tại sao người nhảy cầu trượt tuyết tiếp đất an toàn, chúng ta cần biết tại sao ngã từ trên cao thường gây ra chấn thương. Khi một người rơi tự do từ trên cao, trọng lực sẽ khiến họ tăng tốc — nghĩa là họ rơi ngày càng nhanh cho đến khi chạm đất. Tốc độ rơi xuống đất phụ thuộc vào độ cao họ rơi. Nói một cách đơn giản, ngã càng cao, tốc độ va chạm càng nhanh.

Tốc độ có thể được tính theo công thức: tốc độ = √(2 × trọng lực × độ cao). Vì vậy, rơi từ 100 mét có nghĩa là chạm đất rất nhanh.

Khi một người tiếp đất, lực mà họ cảm nhận phụ thuộc vào hai yếu tố chính: động lượng (là khối lượng nhân với tốc độ) và thời gian va chạm (thời gian cần thiết để tốc độ giảm về 0 sau khi chạm đất). Thời gian va chạm càng ngắn và động lượng càng lớn, lực tác động càng lớn.

Nếu một người rơi từ độ cao 100 mét và chạm đất đột ngột — chỉ trong khoảng 0,04 giây — họ sẽ cảm nhận được lực tác động gấp khoảng 100 lần trọng lượng cơ thể. Điều này vượt quá khả năng chịu đựng của cơ thể con người, vì vậy chấn thương nghiêm trọng hoặc tệ hơn gần như chắc chắn xảy ra.

Vậy, tại sao người nhảy trượt tuyết không bị thương khi nhảy từ cùng độ cao?

Nhảy trượt tuyết được chia thành nhiều giai đoạn. Đầu tiên, người nhảy trượt xuống một đoạn dốc, gọi là inrun, nơi họ tăng tốc. Khi kết thúc đoạn dốc này, vận động viên có thể đạt tốc độ hơn 100 mét/giây!

Tiếp theo là phần thú vị nhất — cú nhảy. Người nhảy được phóng lên không trung và bay một quãng đường dài trước khi đáp xuống một ngọn đồi dốc được thiết kế để có một cú kết thúc mượt mà.

Nhưng nếu người nhảy bay từ độ cao và tốc độ như vậy, tại sao họ lại không bị va chạm mạnh khi tiếp đất?

Vị trí bay và sức cản không khí giúp kiểm soát cú nhảy

Khi nhảy, người nhảy nghiêng người về phía trước và đặt ván trượt theo hình chữ "V". Hình dạng này làm tăng sức cản không khí một cách thông minh. Sức cản không khí có hai tác dụng: một là làm chậm người nhảy (lực cản), và hai là tạo ra lực nâng hướng lên, giúp họ ở trên không lâu hơn.

Bằng cách nghiêng người về phía trước và dang rộng ván trượt, người nhảy giảm lực cản về phía sau nhưng tối đa hóa lực nâng. Điều này cho phép họ bay xa hơn trong khi vẫn kiểm soát được.

Tiếp đất trên dốc thoai thoải giúp giảm lực va chạm

Mặc dù cú nhảy trông giống như một cú rơi mạnh, nhưng mặt đất bên dưới không hề bằng phẳng — đó là một ngọn đồi tiếp đất dốc đứng, thường nghiêng khoảng 30 độ hoặc hơn. Điều này có nghĩa là người nhảy không tiếp đất thẳng xuống; thay vào đó, họ tiếp đất gần như trượt xuống dốc.

Khi tiếp đất, tốc độ của họ được chia thành hai phần: tốc độ tiến về phía trước và tốc độ hướng xuống. Do độ dốc lớn và góc tiếp đất của người nhảy nhỏ, tốc độ hướng xuống thấp hơn nhiều so với khi nhảy thẳng.

Các phép đo cho thấy tốc độ hướng xuống của người nhảy khi tiếp đất là khoảng 15 mét/giây — thấp hơn nhiều so với khi họ rơi thẳng xuống từ cùng độ cao.

Thời gian va chạm dài hơn đồng nghĩa với lực tác động lên cơ thể ít hơn

Vì người nhảy tiếp đất trên dốc, họ không dừng lại ngay lập tức. Thời gian va chạm - khoảng thời gian cần thiết để họ giảm tốc độ xuống 0 - dài hơn, khoảng 0,15 giây. Thời gian va chạm dài hơn này giúp phân tán lực mà họ cảm nhận.

Các tính toán cho thấy điều này làm giảm lực tác động xuống còn khoảng 10 lần trọng lượng cơ thể — mức mà cơ thể con người có thể chịu được mà không bị thương.

Thậm chí còn tốt hơn, những người nhảy dù điêu luyện với kỹ thuật hoàn hảo có thể chỉ chịu lực tác động khoảng 2 lần trọng lượng cơ thể khi tiếp đất, điều này rất an toàn.

Điều gì làm cho nhảy trượt tuyết an toàn?

Vậy, điều gì giúp người nhảy trượt tuyết tiếp đất an toàn từ độ cao lớn? Đó là sự kết hợp của:

- Tốc độ cao được kiểm soát đạt được trên đường dốc

- Vị trí cơ thể và ván trượt thông minh trong khi bay để tận dụng lực cản không khí và lực nâng

- Tiếp đất trên một con dốc giúp giảm tốc độ xuống và kéo dài thời gian tiếp đất

- Các kỹ thuật phân tán lực tác động trong thời gian dài hơn để giảm nguy cơ chấn thương

Nhờ những yếu tố này, người nhảy cầu trông như đang bay — và thực tế là họ đang tiếp đất an toàn!

Bạn nghĩ sao?

Giờ chúng ta đã khám phá ra khoa học đằng sau sự an toàn của môn nhảy trượt tuyết, bạn cảm thấy thế nào khi xem môn thể thao này? Thật tuyệt vời khi vật lý và kỹ thuật kết hợp lại để đảm bảo an toàn cho các vận động viên trong những pha bay đầy kịch tính như vậy, phải không?

Nếu bạn từng thử trượt tuyết hoặc xem một cuộc thi nhảy trượt tuyết, hãy nhớ lại những mẹo thông minh mà thiên nhiên và quá trình luyện tập mang lại cho các vận động viên này. Bạn đã xem nhảy trượt tuyết trực tiếp hoặc trên TV chưa? Điều gì khiến bạn ngạc nhiên nhất về nó? Hãy chia sẻ suy nghĩ của bạn — chúng tôi rất mong được nghe từ bạn!