bj
    >> Φυσικές Επιστήμες >  >> η φυσικη

Ποιες είναι οι φυσικές επιπτώσεις των αγώνων Formula One (F1) στους οδηγούς;

Οι οδηγοί της Formula 1 αντιμετωπίζουν πολλές προκλήσεις κατά τη διάρκεια των αγώνων, όπως έκθεση σε υψηλά επίπεδα G-force, θερμικό στρες και μυϊκή ένταση.

Η Formula 1 (F1) είναι η ελίτ μορφή αγώνων μονοθέσιων αυτοκινήτων. Οι άνθρωποι κάθονται σε λίγο περισσότερο από μεταλλικές καρέκλες με κινητήρες, οι οποίοι μπορούν να φτάσουν σε ταχύτητες που πλησιάζουν τα 500 km/h.

Αυτό εγείρει το ερώτημα, ποιες είναι οι παρενέργειες που πρέπει να βιώνουν οι οδηγοί ως αποτέλεσμα της υψηλού κινδύνου επιλογής σταδιοδρομίας τους;

Πρέπει οι οδηγοί της F1 να θεωρούνται αθλητές; Άλλωστε, απλώς κάθονται σε ένα αυτοκίνητο και κυκλοφορούν σε μια κλειστή πίστα. Θα νόμιζες ότι θα χρειάζονταν κυρίως λεπτό κινητικό συντονισμό για αυτήν την επαναλαμβανόμενη εργασία. Δεν είναι σαν να τρέχουν τριγύρω, αμφισβητώντας τη φυσική τους κατάσταση και την αντοχή τους, όπως κάνουν οι αθλητές στα επαγγελματικά αθλήματα.

Λοιπόν, αν το νομίζετε, κάνετε πολύ λάθος!

Όπως αποδεικνύεται, οι οδηγοί της F1 πρέπει να παραμείνουν σε κορυφαία φυσική κατάσταση, καθώς η οδήγηση αυτών των απίστευτων μονοθεσίων σε τέτοιες ιλιγγιώδεις ταχύτητες ωθεί το σώμα τους σε όρια που ξεπερνούν ορισμένα επαγγελματικά αθλήματα. Αυτός είναι ο λόγος που ένας αγώνας δεν υπερβαίνει τις 2 ώρες. Είναι για την ασφάλεια των οδηγών ότι αυτός ο χρονικός περιορισμός εφαρμόζεται αυστηρά.

Οι ανταγωνιστικοί αγώνες απαιτούν σημαντικό βαθμό φυσικής κατάστασης από τους οδηγούς τους, παρόμοια με τους επίλεκτους αθλητές. (Φωτογραφία :Kuznetsov Alexey/Shutterstock)

Εάν ενδιαφέρεστε να μάθετε περισσότερα για τον κόσμο των αγώνων F1, προτείνω το ντοκιμαντέρ του Netflix με τίτλο Formula 1:Drive to Survive .

Ποιοι είναι οι στρεσογόνοι παράγοντες που αντιμετωπίζουν οι οδηγοί της F1;

Οι αγώνες F1 ασκούν μεγάλη σωματική πίεση σε όλα τα εμπλεκόμενα μέρη, αλλά φυσικά είναι πολύ πιο αγχωτικό στους οδηγούς από το πλήρωμα των πιτ. Οι στρεσογόνοι παράγοντες που αντιμετωπίζουν οι οδηγοί της F1 περιλαμβάνουν τις δυνάμεις G, το θερμικό στρες και τη μυϊκή προσπάθεια.

G-force

Πρώτα απ 'όλα, δεν χρειάζεται ένας επιστήμονας πυραύλων για να μαντέψει ότι ένας οδηγός εκτίθεται σε κυμαινόμενα επίπεδα δύναμης G (δύναμης βαρύτητας) κατά την οδήγηση. Η αεροδυναμική δύναμη που επιτυγχάνεται με την οδήγηση ενός ελαφρού αυτοκινήτου σε υψηλές ταχύτητες, σε συνδυασμό με ένα αποτελεσματικό σύστημα πέδησης, έχει ως αποτέλεσμα να ασκούνται πλευρικά, διαμήκη και κατακόρυφα φορτία δύναμης στον οδηγό.

Παραδόξως, οι οδηγοί της F1 μπορούν να βιώσουν κάθετες επιταχύνσεις έως και 3 g, που είναι ίδιες με αυτές που βιώνει ένας αστροναύτης κατά τη διάρκεια μιας εκτόξευσης στο διάστημα.

Στη Γη, βιώνουμε μια δύναμη g 1 g ή 9,8 m/s. Αυτό σημαίνει ότι 3 g ισούται με 3 φορές τη δύναμη της βαρύτητας.

Η έρευνα δείχνει ότι η έκθεση σε τόσο υψηλά επίπεδα g, σε συνδυασμό με τη συχνότητα και τον ρυθμό μεταβολής τους καθώς οι οδηγοί κάνουν απότομες στροφές και συνεχώς επιταχύνουν και επιβραδύνουν, καταναλώνει μεγάλη ποσότητα ενέργειας του οδηγού.

Ο Mark Webber, πρώην οδηγός F1 της Red Bull, δήλωσε ότι κρατούσε την αναπνοή του μερικές φορές ενώ οδηγούσε, καθώς ήταν πολύ δύσκολο να αναπνέει σε επίπεδα g>3. Μελέτες έχουν επίσης βρει ότι στα 2-3 g, η όραση των οδηγών γίνεται θολή και η περιφερειακή όραση επιδεινώνεται.

Θερμικό στρες

Ένας από τους χειρότερους παράγοντες άγχους σε αυτό το άθλημα είναι οι υψηλές θερμοκρασίες στις οποίες εκτίθενται οι οδηγοί όταν οδηγούν με τόσο υψηλές ταχύτητες. Οι οδηγοί φορούν πολλαπλά στρώματα πυρίμαχων ρούχων (όπως Proban ή Nomex), τα οποία παγιδεύουν τη θερμότητα. Αυτό, σε συνδυασμό με τη θερμότητα που εκπέμπεται από τον κινητήρα, μπορεί να κάνει τους οδηγούς να χάσουν έως και 5% των συνολικών σωματικών τους υγρών με τη μορφή ιδρώτα σε σύντομο χρονικό διάστημα. Αυτό μπορεί να προκαλέσει αφυδάτωση, η οποία επηρεάζει περαιτέρω την προσοχή και τον κινητικό συντονισμό.

Μια μελέτη έχει αποδείξει ότι σε υψηλότερες θερμοκρασίες, οι οδηγοί είναι πιο επιρρεπείς σε ατυχήματα, καθώς παρουσιάζουν πτώσεις συγκέντρωσης παρουσία θερμικής καταπόνησης.

Ένας οδηγός F1 μπορεί να χάσει μεταξύ 2-4 κιλών ανά αγώνα. Μακάρι η απώλεια βάρους να ήταν τόσο γρήγορη διαδικασία για τους υπόλοιπους από εμάς! (Φωτογραφία :Kuznetsov Alexey/Shutterstock)

Μυϊκή προσπάθεια

Επιπλέον, η μυϊκή προσπάθεια που απαιτείται για να χτυπήσετε το γκάζι ή τα φρένα αυτών των αυτοκινήτων δεν είναι ίδια με την οδήγηση οποιουδήποτε άλλου οχήματος.

Ένας οδηγός εφαρμόζει 135 λίβρες δύναμης (η ποσότητα δύναμης που απαιτείται για να κάνει μια επανάληψη με 60 κιλά σε μια μηχανή πίεσης ποδιών) στο πεντάλ του φρένου και σε έναν αγώνα περίπου 100 λεπτών, ο οδηγός χτυπά το πεντάλ του φρένου πάνω από 250 φορές. Κατά το τιμόνι, απαιτούνται περίπου 35 λίβρες δύναμης στροφής ανά στροφή, και αυτό συμβαίνει περίπου 1000 φορές ανά αγώνα. Συνδυάζοντας όλα αυτά, μπορεί κανείς να συμπεράνει με ασφάλεια ότι οι οδηγοί της F1 έχουν σωματικά επίπεδα παρόμοια με τους επαγγελματίες αθλητές.

Η κατάσταση της αυξημένης εγρήγορσης στην οποία βρίσκεται ένας οδηγός προσθέτει στο συναισθηματικό στρες αυτής της προσπάθειας υψηλών οκτανίων. Έρευνα που διεξήχθη σε δρομείς διαπίστωσε ότι ο καρδιακός τους ρυθμός μπορεί να φτάσει τους 190 παλμούς ανά λεπτό κατά τη διάρκεια ενός αγώνα.

Εκτός από τα καλά τεκμηριωμένα αποτελέσματα που περιγράφονται παραπάνω, υπάρχουν εικασίες ότι οι δονήσεις από το αυτοκίνητο και τον κινητήρα όταν οδηγούν με τις υψηλές ταχύτητες που επιτυγχάνουν αυτοί οι κορυφαίοι οδηγοί έχουν αρνητικές επιπτώσεις στις αντιληπτικές, κινητικές και γνωστικές τους ικανότητες. Ωστόσο, μέχρι σήμερα, δεν έχει διεξαχθεί καμία έρευνα για να ποσοτικοποιηθεί το μέγεθος του στρες που προκαλείται από αυτές τις δονήσεις ολόκληρου του σώματος.

Ποιες είναι οι ιδιότητες που χρειάζεται ένας οδηγός F1;

Ένας οδηγός F1 πρέπει να είναι απίστευτα κατάλληλος, τόσο πνευματικά όσο και σωματικά. Η ανάγκη να παραμείνουμε ευκρινείς, συγκεντρωμένοι, ενυδατωμένοι και σε εγρήγορση ανά πάσα στιγμή σε αυτούς τους έντονα ανταγωνιστικούς αγώνες είναι απίστευτα δύσκολη. Και, σε αντίθεση με άλλους επαγγελματίες αθλητές, πρέπει να το κάνουν αυτό ενώ υπόκεινται σε πολύ υψηλά φορτία G που επηρεάζουν τις νοητικές τους ικανότητες.

Ένας οδηγός F1 χρειάζεται ανώτερα αντανακλαστικά, ειδικά όταν πρόκειται για χρόνους αντίδρασης για γρήγορες στροφές που σώζουν ζωές για την αποφυγή ατυχημάτων. Ο ρυθμός αντίδρασης ενός μέσου οδηγού F1 είναι 100 χιλιοστά του δευτερολέπτου, ενώ αυτός ενός απλού ατόμου είναι 300 χιλιοστά του δευτερολέπτου.

Οι οδηγοί της F1 πηγαίνουν τακτικά στο γυμναστήριο και προπονούνται για να δυναμώσουν τους μύες του λαιμού, τους τρικέφαλους, τους δικέφαλους και τον πυρήνα τους. Δεν παραλείπουν ούτε την ημέρα του ποδιού, καθώς χρειάζονται τη δύναμη των ποδιών τους για να πατήσουν τα φρένα και το γκάζι. Μελέτες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι οι οδηγοί της F1 έχουν τους ισχυρότερους μύες του λαιμού, σε σύγκριση με άλλους τύπους οδηγών αγωνιστικών αυτοκινήτων. Αυτή είναι μια απαίτηση για την αποφυγή τραυματισμού του αυχένα από χτυπήματα στο μαστίγιο, η οποία είναι φυσική συνέπεια του να υποβάλλετε τον εαυτό σας σε υψηλή δύναμη g ενώ ταυτόχρονα στρίβετε σε υψηλές ταχύτητες.

Οι καλύτεροι οδηγοί της F1 χρησιμοποιούν βάρη έως και 40 κιλά για ασκήσεις αυχένα! Οι μύες του λαιμού τους πρέπει να είναι πολύ δυνατοί, καθώς σε ορισμένες περιπτώσεις, ενώ κάνουν απότομες στροφές, μπορούν να βιώσουν δυνάμεις πέδησης έως και 6 g. (Photo Credit :Digital Storm/Shutterstock)

Συμπέρασμα

Αποδεικνύεται ότι οι οδηγοί της F1 είναι σαν τους επαγγελματίες αθλητές και λόγω των σωματικών απαιτήσεων των αγώνων F1, είναι απαραίτητο να ασκούνται τακτικά και να ακολουθούν μια αυστηρή και υγιεινή διατροφή.

Εκατομμύρια δολάρια δαπανώνται κάθε χρόνο για την ανάπτυξη των διεπαφών χρήστη των αυτοκινήτων, ώστε να βελτιστοποιούνται καλύτερα ώστε να ανταποκρίνονται στις σωματικές και ψυχικές απαιτήσεις αυτού του βάναυσου και εξαντλητικού μηχανοκίνητου αθλητισμού.


Θεωρία Ηλεκτρομαγνητικού Φάσματος

Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία είναι η μεταφορά ενέργειας με την ταχύτητα του φωτός κατά μήκος του ελεύθερου χώρου ή ενός στερεού μέσου με τη μορφή ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων που αποτελούν ηλεκτρομαγνητικά κύματα όπως ραδιοκύματα, ορατό φως και ακτίνες γάμμα . Η ένταση και η συχνότητα v της χρ

Φευγαλέα κατάσταση σαν το Higgs που δημιουργήθηκε σε εξωτικά υλικά

Εάν θέλετε να κατανοήσετε την προσωπικότητα ενός υλικού, μελετήστε τα ηλεκτρόνια του. Το επιτραπέζιο αλάτι σχηματίζει κυβικούς κρυστάλλους επειδή τα άτομά του μοιράζονται ηλεκτρόνια σε αυτή τη διαμόρφωση. Το ασήμι λάμπει επειδή τα ηλεκτρόνια του απορροφούν το ορατό φως και το ακτινοβολούν ξανά. Η συ

Μια σκουληκότρυπα μεταξύ της φυσικής και της εκπαίδευσης

Πριν η Helen Quinn γίνει μια διάσημη θεωρητική φυσική, σκεφτόταν να γίνει δασκάλα. Τώρα, στη δεύτερη πράξη της καριέρας της, έκανε τον κύκλο της, βοηθώντας στη δημιουργία των Προτύπων Επιστήμης Επόμενης Γενιάς, τα οποία έχουν υιοθετηθεί από 17 πολιτείες συν την Περιφέρεια της Κολούμπια. Αλλά η πορεί