Pour devenir champion olympique, un athlète doit passer des années à perfectionner chaque aspect de sa performance. Cette même attention aux détails se retrouve dans les uniformes élégants et légers qu'il porte, car à ce niveau, le moindre avantage peut influer sur le résultat.
Alors, que se passe-t-il avec toutes ces coiffures à la mode et ces accessoires tape-à-l'œil aux Jeux olympiques de Paris ? Sur la photo d'arrivée du 100 mètres hommes, on voit Noah Lyles, de l'équipe américaine, arborant une lourde chaîne sertie de diamants autour du cou et une grosse montre Omega Speedmaster.
Lyles a gagné, avec un temps de 0,005 seconde plus rapide que son rival, mais aurait-il pu réaliser un meilleur temps sans son poids supplémentaire ? La sprinteuse Sha'Carri Richardson aurait-elle pu remporter l'or au lieu de l'argent au 100 mètres féminin sans ses longs cheveux flottants ?
Personnellement, je considère toujours Richardson comme le vainqueur grâce à son sens du jazz et à son dynamisme. Mais est-ce que ces éléments font une différence dans les temps de finition ? Ceci, mes amis, est une question pour l'entraîneur Isaac Newton.
Un modèle de fonctionnement de base
Si vous vous intéressez vraiment à la biomécanique, la physique de la course est assez compliquée. Mais pour notre objectif, puisque nous voulons seulement estimer les différences, un modèle simple fera très bien l'affaire.
Dès le départ, un coureur prend progressivement de la vitesse. Cependant, même sur une courte distance comme 100 mètres, il n'accélère pas tout le temps. À un moment donné, il atteint une vitesse constante ou même ralentit un peu. Je vais modéliser un sprinter qui accélère pendant les 30 premiers mètres, puis atteint une vitesse constante de 11 mètres par seconde (25 mph). En traçant la vitesse en fonction du temps, cela ressemble à ceci :
AVEC L'AIMABLE AUTORISATION DE RHETT ALLAIN
Concentrons-nous sur la phase d'accélération de ce sprint. Si un objet accélère, il doit y avoir une force nette agissant sur cet objet dans la direction de l'accélération. C'est la deuxième loi de Newton : Ffilet = masse x accélération. Quelles forces s'exercent donc sur un être humain qui court ? Voici une image :