Физики объяснили, как правильно метать предметы в цель

Все мы время от времени что-то куда-то кидаем, будь то баскетбольный мяч, который должен попасть в кольцо, или смятая бумага, которая должна оказаться в мусорном ведре. Умение метко попадать брошенным предметом в цель – одна из черт, выделяющих человека на фоне других животных. Из братьев наших меньших кидаться умеют только обезьяны, но у них это получается намного хуже. А как это получается у нас? Как правильно держать кидаемый предмет? До какой скорости его надо разогнать? В какой момент отпустить? Статью об этом физики Йельского университета опубликовали 26 апреля в журнале Royal Society Open Science. Исследователи также объясняют, почему определенные стратегии метания лучше всего работают с определенными задачами.

Один из распространенных взглядов состоит в том, что чем большую скорость придает бросающий предмету, тем сложнее правильно выбрать момент выпускания, когда снаряд полетит точно в цель. Но ведущий автор Мадхусудхан Венкадесан (Madhusudhan Venkadesan), основываясь на результатах своего исследования, утверждает, что, даже если человек одинаково хорошо контролирует момент броска на всех скоростях, все более быстрые броски будут все менее точными.

При броске с большой скоростью снаряд перемещается по более прямой траектории и ошибки в выборе угла, под которым начинается полет, имеют большее значение для его результата. Небольшие ошибки в выборе скорости броска оказывают много меньшее влияние на попадание в цель. Для медленных бросков справедливо противоположное: снаряд движется по сильно изогнутой траектории, и небольшие ошибки в определении угла выброса почти не влияют на попадание в цель. Этот баланс величин в целом способствует более медленным броскам, утверждает Венкадесан. Так бросать проще.

«Мы находим, что самая медленная дуга часто является наиболее точной», – говорит он. – Как только вы запустите мяч, вы больше ничего не сможете сделать. Мяч просто полетит по избранной траектории».

Конечно, бросок с минимальной скоростью не подходит для большинства спортсменов, не говоря уже о наших далеких предках, достигших эволюционного успеха благодаря метанию камней и копий.

Что касается вопроса о том, как лучше держать бросаемый снаряд, сверху или снизу, то авторы утверждают, что правильный выбор зависит от многих факторов, таких как форма, высота и расстояние до цели. Например, опытные игроки в дартс бросают сверху. Оптимально освобождать дротик при его возвышении от 17 до 37 градусов, прежде чем рука станет вертикально, со скоростью около 5,5 м/с. С другой стороны, если ваша корзина для мусора находится ниже уровня плеча, то аккуратный бросок предмета, находящегося на ладони, – ваша лучшая стратегия.

Даже без расчетов большинство людей выбирают способы, близкие к математически оптимальным, отмечает Венкадесан и при этом добавляет, что это, скорее всего, результат обучения методом проб и ошибок в течение нашей жизни.

Единственным исключением является штрафной бросок в баскетболе. Когда-то Рик Барри установил рекорд NBA с помощью своей техники, и расчеты показывают, что у нее есть значительное преимущество перед броском сверху. Увы, этот бросок почти исчез из профессионального спорта.