Comment les skateboarders accélèrent de façon optimale sur un halfpipe
Avec le bon mouvement de pompe, les athlètes peuvent atteindre une vitesse plus élevée. Comment exactement, c'est ce qu'ont déterminé des physiciens à l'aide d'une étude de modélisation.
Pour gagner de la vitesse supplémentaire, les skateboarders s'accroupissent alternativement sur un halfpipe et se relèvent au bon moment, tout en gravissant les parois incurvées. Des physiciens ont maintenant calculé comment un skateur peut optimiser ce mouvement de "pompage". L'équipe de Florian Kogelbauer de l'Ecole polytechnique fédérale de Zurich fait état des résultats de son étude dans la revue spécialisée "Physical Review Research". L'expérience réelle a ensuite montré que les skateboarders expérimentés se rapprochaient effectivement de cet optimum par rapport à ceux qui ne l'étaient pas.
Au fil des décennies, le skateboard est devenu un sport populaire doté d'un riche répertoire de figures et d'une culture propre. Autrefois appelé "surf sur asphalte", il est apparu dans les années 1950, lorsque les surfeurs californiens ne voulaient pas renoncer à surfer sur les vagues, même par mer peu profonde. En 2021, il a même été intégré comme discipline officielle aux Jeux olympiques d'été. D'un point de vue scientifique, la dynamique du skateboard sert de terrain de jeu polyvalent à la mécanique classique.
Pour leur étude d'optimisation, l'équipe de Kogelbauer a créé un modèle informatique de skateboard à centre de gravité variable, une sorte de Tony Hawk en forme de bonhomme-tiret. Le principe est similaire au mouvement d'une personne sur une balançoire. Le mouvement de pompage correspond à un pendule de longueur variable ; dans la partie cylindrique de la surface de la rampe, l'énergie cinétique est transformée en énergie potentielle ; de plus, la friction ralentit encore le patineur. Le modèle montre ce qui se passe lorsque le patineur se redresse en cours de route, une action qui ajoute de l'énergie supplémentaire à son mouvement. Les auteurs ont ainsi pu déterminer quel changement de posture accélère le plus le patineur.
Les résultats pourraient non seulement aider les skateurs à améliorer leurs performances, mais aussi, par exemple, indiquer aux sauteurs à ski le point de chute parfait, écrivent les auteurs. Ils permettraient également d'améliorer les logiciels existants qui contrôlent les robots sur roues.
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Article original sur Spektrum.de
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