Poczucie, jak zmienić naszą pozycję na huśtawce na placu zabaw, zwykle przychodzi naturalnie jako część dorastania – trochę jak nauka jazdy na rowerze – a teraz naukowcy opracowali model matematyczny dla ostatecznej techniki huśtania.

W szczególności model identyfikuje sposób, w jaki jeźdźcy dostosowują sposób „pompowania” zamachu w miarę zwiększania się odległości wymachu. Do tej pory perfekcyjna technika swingu nie została spisana w formie naukowej.

Oto jak perfekcyjnie się zamachać, zgodnie z nowym badaniem przeprowadzonym przez naukowców z Japonii i Australii: Kiedy dopiero zaczynasz kołysanie, pochyl się całkowicie do tyłu podczas zamachu do przodu, gdy mija on punkt równowagi (z łańcuchami zamachu) skierowany prosto w dół).

Ponieważ ruch wahadłowy nabiera rozpędu, musisz wcześniej zacząć odchylać się do tyłu – najlepiej w najwyższym punkcie wymachu do tyłu, tuż przed ponownym rozpoczęciem ruchu do przodu. To właśnie ta zmiana maksymalizuje oscylacje huśtawki.

„Aby zbudować nasz model dynamiki pompowania huśtawki na placu zabaw, połączyliśmy i rozszerzyliśmy kluczowe aspekty dwóch modeli, które zostały zaproponowane, aby uchwycić sposób, w jaki górna część ciała porusza się podczas pompowania huśtawki” – piszą naukowcy w opublikowanym artykule.

Pierwszym typem modelu, któremu przyjrzeli się naukowcy, był starszy model o stałej częstotliwości (FFM), w którym jeźdźcy kołyszą się do tyłu i do przodu ze stałą częstotliwością, tworząc rodzaj fali sinusoidalnej swoimi ciałami. Na początku jest dobrze, ale nie działa tak naprawdę, gdy odległość kołysania zaczyna się zwiększać.

Rozważano również nowszy model fali prostokątnej (SWM). Sugeruje to, że ludzie automatycznie przesuwają swoją wagę na podstawie odległości każdego ruchu wahadłowego i ich punktu w nim, ale są problemy z tym modelem. W szczególności sugeruje wstrząsającą, nienaturalną zmianę pozycji, podczas gdy w rzeczywistości jest ona płynna i płynna.

Badania nie były całkowicie teoretyczne: zespół wykorzystał 10 studentów w laboratorium do zbadania, jak obsługują huśtawkę. Poproszono ich o pompowanie huśtawki w naturalny sposób, bez dotykania podłogi i przy trzech różnych długościach łańcucha huśtawki.

„Długość łańcucha huśtawki jest jednym z kluczowych parametrów określających częstotliwość rezonansową huśtawki” – napisali naukowcy.

„Zbadano zatem dane ruchu uczestników kołyszących się na trzech różnych długościach łańcucha, aby zweryfikować niezawodność naszego modelu i rolę fazy początkowej w pompowaniu zamachu”.

Rzeczywiście, dane przechwytywania ruchu ujawniły, że uczestnicy badania rzeczywiście pompowali huśtawkę, zgodnie z przewidywaniami nowego i ulepszonego modelu matematycznego, będącego połączeniem FFM i SWM.

Nowy model uwzględniał również subtelne zmiany pozycji i ruchu w zależności od celu jeźdźca: albo zwiększyć amplitudę wymachu, albo utrzymać aktualną amplitudę, gdy wymach jest maksymalny.

Niektóre pytania pozostają dla przyszłych badań, w tym, jak to wszystko przychodzi nam tak naturalnie. Jednym z pomysłów zaproponowanych przez naukowców jest to, że nasze podświadome wyczuwanie sił odśrodkowych umożliwia nam wykonywanie małych, ale znaczących ruchów na huśtawce.

„Obecny artykuł pokazuje znaczenie modulacji częstotliwości i fazy początkowej w pompowaniu huśtawki na placu zabaw i, w przeciwieństwie do poprzednich prac, zapewnia bardziej uzasadniony ekologicznie model i zrozumienie dynamiki huśtania się na placu zabaw” – piszą naukowcy.

Badania zostały opublikowane w Przegląd fizyczny E.