Текст книги "Новый физический фейерверк"

1.30. Болас

Болас (он же боло) состоит из трех тяжелых шаров, к которым привязаны прочные веревки одинаковой длины, соединенные в одной общей точке (рис. 1.9а). Это орудие родом из Южной Америки, и пользуются им так: берут один из шаров в руку, поднимают его над головой и крутят кистью руки, раскручивая тем самым остальные два шара в горизонтальной плоскости. Как только шары достаточно раскрутятся, болас отпускают в цель. В полете скорость вращения боласа возрастает, и когда он достигает цели, веревка наматывается на жертву, а следом в нее с силой врезаются и шары. Почему в полете скорость вращения шаров увеличивается?

Рис. 1.9 / Задача 1.30. Положение шаров боласа a) при запуске и б) в свободном полете.

ОТВЕТ • Пусть длина веревок от точки крепления каждого из шаров до точки соединения всех веревок будет равна L. Поскольку один из шаров (первый) находится в руке, два других шара (вместе) начинают вращение вокруг первого шара, и расстояние между ними и первым шаром равно 2L. Но когда болас бросают, шары отправляются в свободный полет, конфигурация двух вращающихся шаров вокруг одного становится неустойчивой и вскоре заменяется на равновесную. Это значит, что три шара расположатся симметрично относительно точки соединения веревок на расстоянии L от нее и начнут вращаться вокруг этой точки (рис. 1.9б). При этом изменении конфигурации меняется распределение масс шаров относительно их общего центра масс. А поскольку болас летит свободно, его угловой момент не может измениться, и, следовательно, при уменьшении расстояния шаров до центра масс должна увеличиться скорость вращения. Это похоже на вращение фигуриста на льду, прижимающего руки к телу, чтобы изменить распределение масс и тем самым увеличить скорость вращения.

1.31. Осадные орудия

Представьте, что на дворе Средневековье и вам необходимо взять неприступную крепость. Слишком близко к крепости подходить опасно, поскольку на стенах засели лучники. Как можно атаковать крепость издалека?

ОТВЕТ • Для атаки на укрепленные стены существовало два вида осадных орудий: катапульта и фрондибола. Катапульта – это по сути мощный лук, который выстреливал стрелой или камнем (до 25 кг). В отличие от лука, в основе ее конструкции лежит рычаг, вставленный в канат из пучков воловьих жил или конского волоса. Такие машины называются торсионными, в них используется упругая энергия, запасающаяся при скручивании канатов за счет растяжения жил. Катапульта гораздо больше обычного лука, ее стрела могла быть длиной до 2 м, а тетива оттягивалась назад при помощи лебедки. И все же разрушения, вызванные стрелой, были намного меньше, чем ущерб от 25-килограммового камня, поскольку и энергия, и импульс стрелы невелики.

Фрондибола (требушет) обладала гораздо большей разрушительной силой, чем катапульта: некоторые машины могли метать камни весом около 1300 кг. Иногда с ее помощью запускали дохлых лошадей и даже человеческие трупы – это делалось, например, когда у одной из враждующих сторон начиналась эпидемия и заразу хотели распространить в лагере противника. Во времена не столь давние фрондиболы использовались для забавы – например, чтобы забросить куда-то пианино или даже небольшой автомобиль.

На рис. 1.10 схематически изображена фрондибола. Метательный снаряд положен в веревочное гнездо, прикрепленное к длинному концу А деревянного бруса. К противоположному короткому концу бруса Б прикладывают большую силу, в результате чего рычаг поворачивается вокруг оси, метательное гнездо резко взмывает вверх и перебрасывается через орудие. В тот момент, когда гнездо с зарядом пролетает над орудием, веревки, которыми оно привязано к брусу, слетают с крючка и снаряд отправляется в свободный полет. Таким образом, энергию снаряд получает в результате работы, совершенной силой, приложенной к концу бруса Б. Эффективность работы устройства зависела от длин плеч рычага и длины веревок, на которых крепилось метательное гнездо.

Рис. 1.10 / Задача 1.31. Фрондибола

Эта сила могла быть мускульной силой – когда несколько человек одновременно тянули за конец бруса Б. Но чтобы запускать тяжелые снаряды на большие расстояния, на конец бруса Б подвешивали тяжелый противовес, и тогда для запуска использовалась гравитационная сила, которая на него действовала. Когда противовес падал, то часть запасенной в нем энергии превращалась в кинетическую энергию снаряда. И кинетическая энергия, и импульс снаряда были очень велики, так что каменный снаряд мог пробить брешь в крепостной стене. После того как фрондиболы стали применять повсеместно, крепостные стены начали строить по-новому. Например, некоторые стены делали не вертикальными, а наклонными, и снаряд не столько ударялся в стены, сколько скользил по ним.

1.32. Люди – пушечные ядра

Цирковой трюк, в котором из пушки или чего-то подобного вылетает человек, появился в начале 1870-х годов. Тогда человек-ядро пролетал небольшое расстояние, и его ловил ассистент, висящий на трапеции. В 1922 году семейство Заккини возродило трюк, решив, что каскадер сможет совершить более рискованный полет – с приземлением на сетке. Их первые пушки работали на пружинах, выталкивающих акробата, а в 1927 году для этой цели стали применять сжатый воздух.

Стремясь усилить зрелищность трюка, циркачи придумали отправлять акробата в полет через колесо обозрения. Началось все с одного колеса, но к 1939–1940-м годам был достигнут предел в три колеса, после которого начинался уже неоправданный риск. Тогда Эмануэль Заккини пролетел по горизонтали 70 м.

Выстрелы из пушки людьми, вероятно, один из наиболее рискованных трюков, поскольку, безусловно, существует шанс, что акробат промахнется и не попадет в сетку. Есть ли в этом трюке какие-то другие, менее очевидные опасности?

ОТВЕТ • Готовясь к выстрелу, акробат (или акробатка) вставляет ноги в «металлические штаны», приделанные к штоку внутри пушечного ствола. Штаны изготавливаются в точности по размеру ног и должны обеспечивать поддержку при резком начале движения штока вперед. Неявная опасность заключается в том, что для полета на большое расстояние в этот момент создается такое огромное ускорение, что акробат может на мгновение потерять сознание. Одна из целей тренировки акробата как раз состоит в том, чтобы сохранять сознание во время полета, поскольку приземление на сетке должно быть контролируемым. Если приземление окажется неконтролируемым, акробат при ударе о сетку и подбрасывании на ней легко может сломать руку, ногу или шею. По словам Заккини, начальная скорость акробата достигала 600 км/ч, но все-таки более правдоподобная цифра – 160 км/ч.

Другую, менее очевидную опасность для акробата представляет сопротивление воздуха во время полета. Сила сопротивления зависит от ориентации тела во время полета: она меньше, если тело ориентировано вдоль траектории полета, и больше, если тело ориентировано перпендикулярно траектории (что может произойти во время снижения). Маленькое сопротивление увеличивает дальность полета, большое – уменьшает. Поскольку положение акробата менялось от выстрела к выстрелу, нужно было примерно подсчитать (или предположить), как далеко полетит акробат, и натянуть достаточно широкую сеть, чтобы при всех возможных вариантах (и сопротивлении воздуха) акробат приземлился на нее.

1.33. Броски мяча в баскетбольную корзину

Для игры в баскетбол требуются и мастерство, и удача. А есть ли какой-нибудь способ увеличить вероятность попадания мяча в корзину при броске? Например, что лучше – послать мяч по высокой дуге или отправить его по плоской траектории? Когда мяч лучше подкрутить, а когда это нежелательно?

При штрафном броске (когда игрок бросает мяч без помех с расстояния чуть более 4 м от корзины) можно выполнить бросок сверху – примерно с высоты плеча. Или, наоборот, можно использовать бросок снизу («бросок из-под юбки») – примерно от пояса. Среди профессионалов в основном используется первый вариант, но легендарный Рик Бэрри установил рекорд по закидыванию штрафных мячей, используя технику броска снизу. Действительно ли существует техника, дающая лучшие шансы для попадания мяча в корзину?

ОТВЕТ • В любой позиции на поле существует широкий диапазон углов, под которыми можно бросить мяч, и он попадет в корзину, если, конечно, ему придать правильную скорость. Однако тот факт, что диаметр мяча меньше диаметра корзины, разрешает немного ошибиться в скорости бросания мяча. Если угол мал, разброс допустимых скоростей тоже мал, и нужно быть более точным. Кроме того, при таком ударе скорость бросания мяча должна быть весьма высока, то есть игрок должен бросать мяч с большой силой, а это трудно совместить с точностью удара. Наоборот, если бросать мяч под несколько большим углом, разброс в допустимых скоростях станет больше, а требуемые скорость и сила броска – меньше. Следовательно, у игрока выше шанс попасть в корзину. Однако для еще больших углов требуемые скорость и сила броска станут увеличиваться, что делает броски под большими углами менее желательными.

Новички обычно посылают мяч по слишком плоской траектории, а вот с опытом приходит умение бросать мяч в корзину по дуге. Чем выше выпущен мяч, тем меньше должна быть его скорость, и поэтому у высоких игроков есть преимущество. Преимущество, даваемое высотой, с которой брошен мяч, так велико, что некоторые игроки бросают мяч в прыжке, даже когда им не мешает игрок команды-соперника. Если применен удар с обратной подкруткой и мяч сначала попадает в баскетбольный щит за сеткой, вращение мяча может создать необходимое трение, которое позволит ему отскочить в корзину. Если мяч брошен не из центральной части поля, может помочь боковое подкручивание мяча.

Штрафной удар снизу имеет больше шансов на успех, чем сверху, но причины этого до сих пор неясны. Возможно, такой удар легче выполнить правильно, и поэтому шансы для мяча попасть в корзину возрастают. Но самое большое преимущество, видимо, в том, что при таком броске игрок может сильнее подкрутить мяч в обратном направлении, что позволяет скорректировать удар, если мяч попадает в баскетбольный щит.

1.34. Короткая история. Рекордные штрафные броски

В 1977 году Тед Мартин установил мировой рекорд в серии бросков от штрафной линии – он забросил мяч в корзину 2036 раз подряд. В следующем году Фред Ньюмен установил необычный рекорд. Он забросил мяч в корзину 88 раз подряд с завязанными глазами. Несколькими годами позже Ньюмен в течение 24 часов сделал 13 116 бросков, уже с открытыми глазами, и из них 12 874 мячей попало в корзину.

1.35. Зависание в баскетболе и балете

Иногда кажется, что некоторые искусные баскетболисты как бы повисают в воздухе во время прыжка и это дает им время перекинуть мяч с руки на руку, а затем послать его в корзину. И в балете профессиональные исполнители как будто парят над сценой во время прыжка, называемого гранд жете (шпагат в воздухе). Понятно, что гравитационное поле никому еще не удавалось отключить, но тогда как объяснить иллюзию зависания в воздухе в этих двух случаях?

ОТВЕТ • И в баскетболе, и в балете зависание в воздухе игроков и балерин – иллюзия. В баскетболе она возникает прежде всего из-за быстроты действий игрока, способного выполнить множество манипуляций во время прыжка. В балете – из-за движения рук и ног балерины во время гранд жете: после того как ноги оторвались от пола, балерина поднимает руки вверх и вытягивает ноги в горизонтальном шпагате, в результате центр масс перемещается выше по телу (рис. 1.11). И хотя он, как ему и положено по законам гравитации, движется над сценой по параболе, из-за его перемещения внутри тела уменьшается высота, на которой окажутся голова и тело балерины в высшей точке прыжка, по сравнению с той, которая бы была, не двигай она руками и ногами. В результате этих движений голова и туловище балерины во время средней фазы прыжка перемещаются почти по горизонтальной траектории. Она и кажется зрителям необычной, поскольку из повседневного опыта они знают, что полет должен происходить по параболе, даже если само это слово им незнакомо.

Рис. 1.11 / Задача 1.35. Траектория движения центра масс балерины во время гранд жете.

Аналогично, и баскетболист может сделать так, чтобы во время прыжка голова двигалась почти по горизонтали, если подтянет ноги и вытянет руки с мячом. Но такая техника не особенно распространена. Игроки действительно поднимают руки с мячом вверх, когда выпрыгивают к корзине, но при этом они редко подтягивают ноги. И небольшое сглаживание траектории, описываемой головой, вряд ли обманет защитника команды-соперника, выпрыгивающего рядом с игроком, забивающим мяч.

1.36. Секреты игры в гольф

Как нужно замахнуться клюшкой для гольфа (выполнить свинг), чтобы удар по мячу при драйве[7]7
  Драйв – основной удар со стартовой площадки, цель которого – послать мяч специальной клюшкой-«драйвером» далеко и точно. Прим. пер.


[Закрыть] получился наилучшим? Например, не стоит ли махнуть клюшкой вниз как можно сильнее, как будто вы хотите ударить противника в драке? Если же во время замаха вы в какой-то момент пожелаете увеличить или уменьшить усилие, с какой клюшкой это сделать легче – с упругой или с неупругой?

Почему патт[8]8
  Патт – катящий удар, выполняемый на грине – участке с самой короткой травой непосредственно вокруг лунки. Прим. пер.


[Закрыть] с расстояния одного метра значительно труднее выполнить, чем патт с расстояния полуметра? Труднее ли выполнить 3,5-метровый патт, чем трехметровый? Почему мяч может катиться прямо к лунке, но так и не вкатиться в нее?

ОТВЕТ • Когда вы при свинге делаете мах вниз клюшкой, выполняя драйв, в начале замаха запястья согнуты под углом 90° по отношению к предплечьям. Если вы замахнетесь клюшкой как для удара по противнику, то автоматически разогнете запястья во время замаха. В действительности головка клюшки приобретет большую скорость в момент удара, если разгибать запястья не сразу, тем самым уменьшая вращательный момент, а на какой-то стадии замаха. Когда именно нужно разгибать запястья, подсказывает опыт. В тот момент, когда запястья разгибаются, кисть с зажатой в ней клюшкой вращается, в результате чего клюшка приобретает дополнительную скорость.

Многие игроки считают, что гибкость древка клюшки влияет на траекторию мяча, поскольку этим определяется угол, под которым головка клюшки бьет по мячу. В качестве доказательства приводится довод, что более гибкое древко во время свинга сначала отгибается назад, а потом выпрямляется, и клюшка ударяет по мячу с большей силой, чем клюшка с более жестким древком. В результате мяч получает большую энергию. Однако исследования показывают, что гибкость древка клюшки мало влияет на полет мяча: большая гибкость древка может уменьшить энергию, передаваемую мячу, поскольку соударение возбуждает колебания в клюшке. Поэтому предпочтительнее пользоваться более жесткой клюшкой, которая ударяет по мячу под прямым углом, – она позволяет лучше контролировать удар.

Трудность попадания мячом в лунку при ударе патт зависит от углового размера лунки, под которым мяч ее «видит». Если отодвигать мяч дальше от лунки, сначала этот угол уменьшается быстро, а это значит, что забросить мяч в лунку становится все труднее. Но после того, как вы отойдете на расстояние примерно в метр, угол начинает убывать все медленнее, а это означает, что сложность попадания мячом в лунку с расстоянием возрастает тоже медленнее. Конечно, при таком упрощенном анализе из рассмотрения выпадают другие факторы, влияющие на длинный патт, – такие, например, как изменение свойств травы на пути к лунке.

Если мяч катится прямо к лунке, но скорость, с которой он подкатывается к ближней кромке лунки, выше некоторой критической, он не упадет туда. Он пересечет лунку, слегка провалившись в нее, но недостаточно, чтобы там остаться, и, ударившись о дальнюю стенку лунки, выкатится наружу.

1.37. Короткая история. «Занавес смерти»

Если метеорит не сгорает в атмосфере, а достигает земли, он образует кратер. При этом происходит выброс отраженной волной раздробленных и расплавленных пород. Эти обломки летят не по случайным траекториям. Самые быстролетящие камни вылетают под большими углами к земле. Если бы вы могли наблюдать это явление и стояли бы так, что выброшенные метеоритом камни летели на вас, то увидели бы, что они образуют тонкий выгнутый занавес (рис. 1.12). Обломки в верхней части занавеса вылетают с большей скоростью и под большими углами, чем камни, находящиеся в его нижней части. Медленные камешки падают на землю раньше, чем быстрые, так что по мере приближения к вам «занавеса» вы будете постоянно видеть и слышать, как они стукаются о землю.

Рис. 1.12 / Задача 1.37. Камни, выброшенные из кратера, образованного метеоритом.

1.38. Прыжки в длину и высоту

Школьники, прыгая в высоту, обычно перелетают через перекладину «ножницами»: наклонив верхнюю часть туловища вперед, перекидывают через перекладину сначала одну ногу, а затем другую. Но более эффективный способ взять планку – прыгнуть «перекатом»: повернувшись боком и вытянув тело вдоль перекладины, нырнуть за нее головой и плечами.

Когда на Олимпийских играх 1968 года в Мехико Дик Фосбери выиграл соревнования по прыжкам в высоту, его прыжок показался диковинным. Такая техника в его честь стала называться фосбери-флоп, и сегодня она используется легкоатлетами во всем мире. Спортсмен бежит к перекладине ровными шагами, в последний момент поворачивается к ней спиной и как бы ложится на нее, прогибаясь в пояснице. 1. Какое преимущество дает этот способ? Почему нужно подбегать к перекладине ровными шагами? Ведь если бежать с ускорением, прыгуну сообщится больше энергии, и он прыгнет выше.

Одно из ошеломляющих событий в мире легкой атлетики произошло на тех же Олимпийских играх в Мехико. Днем 18 октября Боб Бимон готовился к первой из трех разрешенных попыток в прыжках в длину, меряя шагами дорожку от ямы к линии старта. Потом он развернулся, быстро разбежался, оттолкнулся от бруска для отталкивания и взлетел в воздух. Прыжок оказался таким гигантским, что специальное оптическое устройство не смогло зарегистрировать его длину. Пришлось использовать обычную рулетку. Один из судей крикнул Бимону, застывшему сбоку: «Фантастика, фантастика!» Длина прыжка была действительно фантастической – 8,90 м, она намного превысила предыдущий рекорд – 8,10 м (разница составила целых 80 см!). Бимону, безусловно, помог ветер в спину, который дул как раз с предельно допустимой регламентом скоростью – 2,0 м/с. 2. Помогло ли ему также то, что Мехико находится на большой высоте над уровнем моря и на маленькой долготе? Иными словами, сыграли свою роль в установлении этого удивительного рекорда плотность воздуха и сила земного притяжения?

Длина прыжка в длину засчитывается по следам от пяток прыгуна в момент приземления, при условии, что он не сел на песок. Если спортсмен коснулся песка ягодицами, длиной прыжка считается расстояние до ближайшего края следа от них. Таким образом, в прыжках в длину очень важно правильно приземлиться.

Когда атлет на последнем шаге отталкивается от бруска для отталкивания, его туловище располагается почти вертикально, при этом толчковая нога отставлена назад, а маховая вынесена вперед. При приземлении обе ноги должны оказаться вытянутыми вперед под таким углом, чтобы пятки оказались в песке максимально далеко, но при этом спортсмен не приземлился на ягодицы. 3. Каким образом прыгун во время полета может изменить положение тела, приобретенное при разбеге, на положение, необходимое для правильного приземления?

4. Почему на древнегреческих Олимпиадах во время прыжков в длину с места некоторые легкоатлеты прыгали, держа в руках хальтерес – гантели весом в несколько килограммов?

ОТВЕТ • 1. Высота, засчитываемая в соревнованиях по прыжкам в высоту, – это, естественно, высота планки, а не высота, на которой находится голова или иная часть тела прыгуна. Предположим, во время прыжка легкоатлет в состоянии забросить свой центр масс (ЦМ) на высоту L. Если атлет прыгает «ножницами», перебрасывая ноги через планку, то она должна находиться на высоте много меньшей L, поскольку спортсмен не должен коснуться ее никакой частью тела. Поэтому ее высота не очень велика (рис. 1.13а). При прыжке техникой «переката» тело располагается горизонтально, и когда атлет пролетает над планкой, та оказывается гораздо ближе к центру масс прыгуна. В этом случае может быть преодолена планка, установленная на большей высоте (рис. 1.13б). При прыжке «фосбери» (рис. 1.13в) тело атлета как бы обвивает планку, и в результате центр масс прыгуна оказывается вне туловища, и он может прыгнуть на большую высоту, чем при прыжке «перекатом». Изгиб тела при перелете через планку и поворот в последний момент, при котором прыжок совершается головой вперед, помогают выполнить этот высокий прыжок.

Рис. 1.13 / Задача 1.38. Разные стили прыжков в высоту: а) ножницы, б) перекат, в) фосбери.

Легкоатлет подбегает к планке медленнее, чем, скажем, спринтер на дистанции, поскольку ключ к победе в его случае лежит в безошибочном исполнении прыжка, а значит, точный расклад движений по времени очень важен. В конце разбега прыгун выставляет толчковую ногу довольно далеко вперед по отношению к центру масс и сгибает ее, а туловище в этот момент поворачивается вокруг этой ноги. При этом некоторая часть кинетической энергии, развитой в беге, запасается в согнутой ноге. В следующий момент эта нога отталкивается от земли, прыгун взлетает вверх, при этом часть запасенной энергии и дополнительная мускульная энергия атлета позволяют ему совершить высокий прыжок.

2. Ветер и расположение стадиона лишь немного помогли Бимону прыгнуть далеко. Мехико расположен на высоте 2300 м над уровнем моря, и это намного выше, чем места проведения всех остальных Олимпиад. На большой высоте плотность воздуха меньше, а следовательно, сопротивление воздуха, замедляющее полет в прыжке, меньше, чем на уровне моря. Кроме того, на высоте ускорение свободного падения меньше, а следовательно, и притяжение к земле, мешающее прыгать, меньше. Это ускорение и притяжение еще уменьшаются из-за действующих на прыгуна центробежных сил, возникающих из-за вращения Земли. На малых широтах эти силы больше, поскольку там больше и линейная скорость на поверхности, возникающая из-за вращения Земли.

Однако все эти факторы лишь в очень малой степени влияют на длину прыжка. Тогда почему Бимон прыгнул так далеко? Во-первых, он быстро разбежался и сильно оттолкнулся от бруска для отталкивания. Большинство прыгунов в длину разбегаются довольно медленно из-за боязни заступить за брусок, поскольку в этом случае прыжок не засчитывается. Но они не хотят оттолкнуться и слишком далеко: тогда они во-первых, теряют возможность оттолкнуться от твердой опоры, а во-вторых, фиксируемая дальность их прыжка уменьшается (она всегда отсчитывается от бруска). Ширина бруска всего 20 см, и поэтому последний шаг нужно тщательно отмерить.

Бимон, который был известен множеством незасчитанных прыжков, решил, видимо, рискнуть в первой попытке и разбежался со спринтерской скоростью. Ему повезло, и на последнем шаге он не заступил за брусок – в противном случае в следующих двух попытках он, вероятно, больше бы думал о том, как не заступить за брусок, и разбегался бы с меньшей скоростью.

Никто больше не прыгал так далеко, как Бимон, в течение следующих 23 лет. Но потом, на чемпионате мира по легкой атлетике 1991 года, Майк Пауэлл прыгнул на 8,95 м – на 5 см дальше Бимона. Сделал он это в Токио, расположенном на уровне моря, да и ветра особого не было – в спину ему дул легкий ветерок со скоростью 0,3 м/с. Пауэлл великолепно продемонстрировал, что высота над уровнем моря и ветер играют второстепенную роль в достижениях спортсменов.

3. Рассмотрим, как меняется положение тела прыгуна в длину в полете, и для этого будем считать, что он прыгает вправо от нас. В момент отталкивания от бруска сила, действующая на толчковую ногу со стороны бруска, приводит к закручиванию корпуса так, что туловище стремится двинуться вперед, а маховая нога – назад. Это закручивание еще усиливается, если маховую ногу вынести вперед, подготавливаясь к приземлению. Причина в том, что в полете на прыгуна не действуют никакие заметные внешние силы и угловой момент его тела должен оставаться постоянным. Поэтому, выдвигая вперед маховую ногу, спортсмен заставляет остальное тело повернуться назад.

Чтобы уменьшить это вращение и принять правильную позу для приземления, нужно, вытянув руки в стороны, покрутить ими по часовой стрелке. Кроме того, нужно продолжить перебирать ногами, как при беге: нога вытягивается или сгибается, а туловище при этих движениях либо отклоняется назад, либо вперед. (Ни одно из этих движений не сказывается на дальности прыжка, они только меняют расположение тела в пространстве.) Прыгуны-новички часто недостаточно вращают руками, или даже хуже – вращают одной или обеими руками в неправильном направлении. Туловище и ноги в этом случае оказываются не в лучшей позиции, и зафиксированный прыжок получится короче, поскольку следы от пяток окажутся ближе к бруску или перекроются следами от ягодиц.

4. Хальтерес, или гантели, которыми пользовались прыгуны античных Олимпиад, могут увеличить дальность прыжка. Легкоатлет в разбеге размахивает зажатыми в руке гантелями вперед-назад, затем в первой фазе прыжка взмахивает руками вперед, а готовясь к приземлению – назад. Если правильно пользоваться этими приспособлениями, можно увеличить длину прыжка на 10–20 см. Этому есть две причины. Во-первых, в полете центр масс системы «прыгун – хальтерес» движется вперед, а при последнем взмахе рук назад хальтерес тоже сдвигается относительно общего центра масс назад, а следовательно, прыгун выдвинется относительно него вперед. А во-вторых, при толчке замах гантелями вперед увеличивает силу, направленную вниз на брусок со стороны ног атлета и, следовательно, силу, выталкивающую прыгуна в полет. (При отталкивании у атлета работают не только мышцы ног, но и мышцы плеч и рук.) Прыжок может стать еще длиннее, если атлет отшвырнет хальтерес назад во время последней фазы прыжка, фактически совершая рывок вперед. Общий центр масс системы «прыгун – хальтерес» остается в прежней точке, но прыгун теперь слегка улетит вперед по отношению к этой точке.