De biomechanische perfectie van Simone Biles tijdens de vlucht


Nu ben je er de video gezien – aan het begin van haar vloerroutine op de US Gymnastics Championships afgelopen weekend vaten Simone Biles met belachelijke snelheid over de mat. Zonder veel snelheid te verliezen, draait ze 180 graden (een soort Y-as cartwheel dat een afronding wordt genoemd) en gaat in een handveer. En dan, pow pow, Biles hangt in de lucht, een möbiusbewegingslus 10 voet boven de grond bij de top, meer dan een seconde in de lucht, driemaal om haar as van kop tot teen draaien en over haar zij draaien twee keer eerder, bang! Haar benen raakten opnieuw de mat.

Wat maakt het uit?

Het wordt een drievoudige dubbel genoemd, totdat Biles het opnieuw doet in internationale wedstrijden – en er is geen reden om te denken dat ze dat niet zal doen. Daarna zal het de Biles II worden genoemd, omdat ze de eerste turnster is die het nagelt. (De "twee" is omdat Biles al een zet naar haar heeft vernoemd, een van de zeldzame gevallen waarin een vervolg zo goed is als het origineel). Video's van de prestaties van Biles hebben de media sinds haar prestaties gedomineerd, niet alleen omdat ze won, of omdat haar bewegingen precedent waren. Omdat ze door de lucht bogen en tuimelen, zien we de letterlijke hoogten die een mens kan bereiken – een lichaam en geest, door actie en beweging, geperfectioneerd.

Je zou waarschijnlijk al kunnen vertellen dat de drievoudige dubbel niet gemakkelijk is. Noch was het dubbele dubbele – twee draaien en twee salto's – dat Biles de balansbalk de dag ervoor had afgestegen. Dus hoe haalt vier voet en acht centimeter ruwe atletische dapperheid een beweging op gang waardoor een Jedi zou zeggen "wacht, wat?" Zeker, natuurkunde, zeker, zoals mijn collega Rhett Allain opmerkt. Maar ook biomechanica, de plaats waar kracht en snelheid samenkomen met de precieze controle van een lichaam dat door de ruimte beweegt.

Het is waar dat Biles, althans in de vloerroutine, op een oppervlak loopt met veren eronder. Dat geeft haar zeker een beetje hulp. (Hoewel het ook vereist dat zij, en elke andere turnster, hun bewegingen synchroniseren met de resonantiefrequentie van het golvende oppervlak.) Maar de eerste kwaliteit die de drievoudige dubbel mogelijk maakte, is snelheid. Begin met joggen en plant dan beide voeten stevig, en je gaat door in een salto – of je dat wilt of niet. Het wordt het trip-effect genoemd en snelheid vergroot het. "Mevrouw. Biles trekt echt horizontaal over de vloeroefenmat, ”zegt Bill Sands, een sportwetenschapper en hoofdauteur van Wetenschappelijke aspecten van gymnastiek voor vrouwen. Dus haar start begint ruim voordat ze daadwerkelijk de grond verlaat.

Na de run, de afronding en de achterhandveer vertaalt Biles haar voorwaartse beweging in een sprong in de lucht. Maar dit is geen sprong zoals jij of ik er misschien een proberen. De voeten en handen van de gal zijn bijna volledig recht. Zelfs als ze haar afronding verlaat, liggen de voeten van Biles ver voor haar buik, niet onder of achter haar lichaam, zoals je zou verwachten als ze zich gewoon afzet. 'Ze kaatst in principe van de lentevloer af. Ze buigt en springt niet, "zegt Sands. "Het is een perfecte fysiologie, omdat de elastische aard van spieren betekent dat ze een enorme hoeveelheid kracht terugkrijgt voor een relatief kleine investering."

Dit alles gebeurt snel. Typische starts in gymnastiek duren minder dan een tiende van een seconde. Met andere woorden, Biles heeft leren stuiteren – hard. Zelfs voor manoeuvres die minder in de lucht zijn dan die van Biles – zoals bijvoorbeeld twee achterwaartse salto's snel achter elkaar – kunnen krachten 17 keer het lichaamsgewicht van de gymnast bereiken, en Biles trekt hier nog meer kracht. “Als ze negen voet in de lucht moest springen? Geef me een pauze. Zelfs op de lentevloer zou ze er niet komen ”, zegt Sands. Maar de snelle spiervezels van Biles werken harder. "Ze komt er door heel vakkundig de elastische en contractiele beweging van haar spieren op een zeer efficiënte manier te maximaliseren."

Oké, Biles is klaar voor lancering. Op de vloer als op de balk maakt ze vervolgens nog een subtiele aanpassing. Ze vertrekt niet gelijkmatig. In de vloerroutine begint ze in een "puck" -positie – deels snoek, een bocht in de heupen en deels plooi, waarbij zowel heupen en knieën buigen – en draait ongeveer een achtste van de weg. Dit is Biles die haar wendingen en salto's initieert voordat ze ooit de grond verlaat. "Ze draait vanaf het ondersteunende oppervlak, zodat ze niet hoeft te vertrouwen op draaien in de lucht," zegt Sands.

Ja, draaien in de lucht is mogelijk, maar het vereist een andere set vaardigheden. Een zogenaamde cat-twist roteert een deel van het lichaam in de tegenovergestelde richting van een ander. Doe alsof, zoals de natuurkundige Cliff Frohlich voorstelde, dat een lichaam in feite slechts twee cilinders aan de uiteinden zijn verbonden, zoals losse worstverbindingen. Geef een draai in één richting en de hele assemblage zal rondfladderen. Het is ook hoe astronauten in nul-g bewegen.

Dat is niet hoe Biles beweegt. Het helpt ook dat Biles relatief klein en enorm sterk is; kleinere mensen flippen sneller wanneer ze stoppen, omdat ze, in fysische termen, een kleiner traagheidsmoment hebben. Dat is de reden waarom Biles haar vlucht begint met brede armen en ze vervolgens binnenbrengt terwijl ze haar lichaam strekt. Door haar hoek iets te verschuiven, bereidt Biles haar lichaam voor op draaien en draaien in de lucht – en omdat ze zo snel beweegt en zo hoog stuitert, heeft ze tijd voor veel van beide.

Haar boog en rotatie – longitudinaal en transversaal – zijn echter niet volledig ballistisch. Bevriezen door de routine van Biles, Sands wijst op een kleine aanpassing in de lucht die laat zien hoe bekwaam haar landing was. Tegen het einde van haar tweede salto opent Biles haar plooi een beetje. Ze kijkt naar de mat en, voor zover Sands het weet, realiseert Biles zich dat ze een klein beetje te weinig gedraaid is. Maar ze is hoog genoeg om er iets aan te kunnen doen.

"Ze steekt haar rechterarm in een kleine cirkel," zegt Sands. "Ze beweegt haar arm naar achteren, en dat helpt haar om haar romp en haar benen uit te lijnen zodat ze haar draai kan afmaken." Het wordt een secundaire asdraaiing genoemd, een beweging van een deel van het lichaam buiten de richting van het impulsmoment dat een deel van die beweging in een andere richting.

Hier bestuurt Biles tenminste haar afkomst. Haar proprioceptieve gevoel voor de positie van haar lichaam in de ruimte is zo onfeilbaar dat Biles een houding kan aanpassen alsof ze retroraketten heeft. Terwijl haar voeten dichter bij de grond komen, komt haar arm terug naar haar romp. En ze landt niet zozeer als landend – opnieuw met twee voeten stevig op de grond, zelfs terwijl haar prestatie nog steeds stijgt.


Meer geweldige WIRED-verhalen