Vinter OS 2018: Varför Shaun Whites guldmedalje var en fysikundersökning

Sena tisdagskvällen tog gingerhårig snowboardfenom och kontroversiell stjärna Shaun White hem sitt tredje olympiska guldmedalj efter att han slutat galen back-to-back 1440-graders hopp på Phoenix Snow Park. Dessa tvillingar rör sig på Pyeongchangs branta halvrör - vilket motsvarar fyra revolutioner i luften - är så svåra att även han bara hade slutfört dem på kursen tidigare på morgonen.

Att komma dit krävde ett exakt samspel mellan fysiken i hans kropp och kursens teknik. Röret vid Pyeongchang är byggt till olympiska standarder, med rörets sluttning mellan 17 och 18 grader och dess längd når den rekommenderade mätningen på 170 meter. Halvrörets bredd är mellan 19 och 22 meter, och väggens topphöjd är 6,7 meter. Allt detta är att säga, det här röret är väldigt högt och väldigt brant. Och för White, det är en bra sak.

Rörets dimensioner är avgörande för att få den mängd luft som krävs för att slutföra fyra varv innan man rör marken. De mest avgörande dimensionerna för sådana utarbetade drag, förklarade norra Illinois University Engineering professor Brianno Coller i en intervju med NBC 2014, är höjden på väggarna och krökningen i röret, eftersom det är vad som gör det möjligt för en snowboarder att nå fart.

"Höjd är all hastighet," sa han. "Om du kan få den hastigheten kan du få höjden."

SHAUN WHITE ÄR INTE MÄNNISK. #BestOfUS #WinterOlympics http://t.co/r5PfUbeROr pic.twitter.com/6MmQiSZGRh

- NBC OS (@NBCOlympics) 14 februari 2018

Coller hänvisar till det faktum att snowboarding är en övning i omvandling av potentiell energi till kinetisk energi. Vitens potentiella energi är den energi han har på grund av sin position högt ovanför röret; hans mål är att använda tyngdkraften och utöva sin kraft mot rörens sidor för att omvandla den energin till kinetisk energi, vilket är rörelsens energi.

Vem som helst på en snowboard kan stå högst upp i röret och dras nedåt av tyngdkrafterna ensamma. Men vad som skiljer stora snowboardåkare från goda är att de stora kan pressa tillbaka mot krafterna som utövas av rörets sida (kontaktkrafter) och därmed bygga fart. Det är vad som händer när snowboardåkare pumpar benen upp och ner på väg ner ena sidan av röret. Det är allt menat att bygga tillräckligt med hastighet till raket från kanten och in i luften.

En del av orsaken White gjorde att hans två stora hopp i slutet av sin körning berodde på att det var poängen när tyngdkraften och tekniken kombinerat har hjälpt honom att nå sin toppfart - vilket i sin tur hjälper honom att bli tillräckligt hög för att slutföra så många varv. När han kommer nerför backen, förskjuter riktningen på halvröret, förklarar Coller, han upplever centripetal acceleration. Men för en ryttare som White kan kraften från centripetal acceleration nå upp till 2 G, vilket gör det mycket svårare att få fart när han skiftar riktning.

Vi har en ny ledare! Ayumu Hirano tjänar en 95,25 och går till första plats.

Se fler herrar snowboard halfpipe på @nbc eller via ström här: http://t.co/r5PfUbeROr pic.twitter.com/f8xh4JUa6S

- NBC OS (@NBCOlympics) 14 februari 2018

"Den extra kraft som Shaun White känner bara genom att gå runt den här kurvan är ungefär två och en halv, 2,7 gånger sin egen vikt. Shaun White måste bära sin egen vikt plus de två och en halv gånger sin egen vikt bara för att dra sig igenom den svängen, säger han. Möjligheten att göra det med lätthet är en del av vad som gör White till en sådan fulländad snowboarder.

Maximal hastighet uppnås, Vit rensar pipens läpp. När han är i luften är han på sin maximala potentiella energi, men han behöver snurra snabbt eftersom gravitationens drag minskar sin mekaniska energi. Han gjorde det - och gjorde samma hopp igen - omvandla den sista sprängningen av potentiell energi till blåsningshastighet.

Skidding till ett helt stopp i slutet av en brådskande snabb lopp, höll han i händerna i triumf, efter att ha säkrat Team USA: s 100: e vinter olympiska spelen guldmedaljen sedan början av spelen.