

2009年,在柏林世界田径锦标赛上,尤塞恩·博尔特以9.58秒的成绩打破了他自己保持的100米世界纪录,快了0.11秒。正如其历史所 [显示](https://en.wikipedia.org/wiki/Men's_100_metres_world_record_progression/)(而且我们可能正在接近 [人类速度的极限](https://popsci.com.cn/science/article/2013-05/fyi-there-limit-how-fast-human-can-run/)),这个纪录越来越难被打破,这使得每一次新的打破纪录的表现都对物理学家来说极具吸引力。今天发表在《 [欧洲物理学杂志](https://iopscience.iop.org/0143-0807/34/5/1227/article/)》上的一项研究,考察了博尔特这一历史性壮举背后的物理学原理。
规格
身高: 6英尺5英寸。
距离: 100米
时间: 9.58秒
终极速度: 12.2米/秒(27.3英里/小时)
平均作用力: 815.8牛顿
顺风: 0.9米/秒(约2英里/小时)
研究人员利用近似的比赛日条件(温度、海拔、博尔特的身材表面积)以及比赛激光测速设备(该设备每0.1秒测量一次博尔特的位置和速度)的测量数据,计算出了博尔特克服的巨大阻力。博尔特在比赛中使用了81.58千焦的能量,但其中92.21%的能量被阻力吸收了!此外,博尔特的最大功率输出在比赛开始仅0.89秒时就达到了2619.5瓦——这足以驱动一台大型吸尘器(或 [海盗湾](https://www.geek.com/news/the-pirate-bay-runs-on-2500-watts-and-500gb-of-storage-1523549/))的电力)。

研究人员的方程与博尔特实际表现的契合度非常高,以至于他们还能根据假设进行预测:如果柏林比赛没有顺风,博尔特会跑出9.68秒;如果有2米/秒的强顺风,他将跑出9.46秒(这实际上会打破 [所谓的](https://popsci.com.cn/science/article/2013-05/fyi-there-limit-how-fast-human-can-run/) 人类速度极限);而且,首席研究员在新闻发布会上说:“显然,‘如果博尔特能在大气密度低得多的星球上比赛,他就能取得惊人的纪录’。”然而,这些方程不适用于更长距离的冲刺,因为它们的计算假设在100米比赛中,跑者能够维持“恒定的水平方向作用力”,而相比之下,例如在400米比赛中,由于长时间的体力消耗,作用力会逐渐减弱。要有人在不久的将来打破博尔特非凡的成就,可能需要非同寻常的条件——他几乎是超人的存在。