Ved Vinter-OL i 2026 vil sportsudøverne springe ud fra ramper, glide hen over isen og snurre gennem luften, men for mine studerende, der har studeret fysik i sport, vil det hele se anderledes ud.
For de olympiske præstationer er noget, de allerede har målt, modelleret eller mærket på egen krop. Som lektor i fysik hjælper jeg mine studerende med at se legene som et sted, hvor teorierne fra undervisning bliver vækket til live.
\ Derfor underviser jeg i sportens fysik
Jeg bruger meget tid på at fundere over, hvordan abstrakte begreber som kinematik, kræfter, energi, momentum og bevægelse opleves i den virkelige verden.
For nylig lyttede jeg med på et møde ved Clemson University for den offensive trænerstab ved universitets meget populære college‑fodboldhold, Clemson Tigers, for at få en bedre forståelse af, hvad mine studerende (som også er sportsudøvere) beskæftiger sig med.
Jeg gik derfra med en idé til et nyt introduktionskursus i fysik.
Mens jeg sad på bagerste række og hørte træneren gennemgå Clemson Tigers' næste kamp, slog det mig, at jeg forstod hvert eneste ord, selvom jeg aldrig har spillet college‑fodbold.
De fleste af spillerne hed enten Sam eller Mike, og de talte hele tiden om 'gaps' og 'boxes'. Jeg kendte terminologien. Jeg kunne følge diagrammerne. Jeg kunne genkende sproget, men alligevel forstod jeg absolut intet af, hvordan den information ville blive omsat til en strategi for at vinde kampen.
Jeg indså, at min manglende forståelse sandsynligvis ligner den måde, mange elever oplever fysik. De kan følge de enkelte elementer: Formler, definitioner og fagudtryk, men de har svært ved at forbinde delene med virkeligheden. Fysik giver måske mening som fag, men virker ofte løsrevet fra hverdagen.
Jeg skabte derfor kurset Physics of Sports ved Clemson University for at bygge bro over denne kløft. Kurset begynder ikke med abstrakte problemer eller idealiserede systemer, men med sportsgrene, som de studerende allerede interesserer sig for.
Herefter afdækker undervisningen den fysik, der gør aktiviteterne mulige.
Fysik i skiløb
Mange begynder-fysikkurser, der bygger på algebra, lader de studerende arbejde med friktionsløse klodser, der glider langs ad imaginære overflader. I mit kursus analyserer de i stedet de nyeste olympiske sportsgrene.
Skimountaineering, som er en sport, der kombinerer skiløb med elementer fra bjergbestigning, bliver for første gang en del af De Olympiske Vinterlege i 2026 i Milano og Cortina d'Ampezzo. Disciplinen kræver, at udøverne klatrer op ad stejle, snedækkede skråninger udelukkende ved egne kræfter.
\ Læs også
Mine studerende opdager her et elegant fysikproblem, der handler om friktion, som er den fysiske kraft, der søger at modvirke et fast legemes bevægelse på et andet.
For at kunne accelerere op ad bakke skal skiene opleve en smule friktion i fremadgående retning. Men samtidig skal de give tilstrækkelig friktion i den modsatte retning, så skiløberen ikke glider baglæns ned ad skråningen.
Skiløberne løser dette paradoks ved hjælp af såkaldte 'skins' under skiene, som er et materiale, der er konstrueret til at gribe fat i sneen i én retning, men lade skiene glide let i den anden.
I undervisningen undersøger de studerende, hvordan materialets design hjælper atleterne med effektivt at nå toppen.
De studerende ser også på, hvordan specielt udviklede materialer hjælper skihoppere. De tætsiddende dragter, skihopperne bærer, handler ikke om æstetik; de styrer luftens fysik. Løsere stof øger luftmodstanden og kan endda skabe opdrift, lidt som faldskærmsudspringernes 'wingsuit'.
Tætsiddende tøj minimerer disse effekter og gør konkurrencen mere retfærdig ved at skabe lige vilkår for alle.
\ Læs også
Fysik i skøjteløb
Når det gælder skøjteløb, kan selv små ændringer i fysikken være dét, der adskiller medaljevinderne fra de øvrige deltagere. I undervisningen undersøger de studerende, hvordan speedskatere kan læne sig dramatisk mod isen uden at falde ved at analysere deres centripetalacceleration og de kræfter, der påvirker kroppen ved høj hastighed.
Centripetalacceleration er den kraft, der peger ind mod centrum af svinget og holder skøjteløberen i en krum bane frem for en ret linje.
Kunstskøjteløb giver et andet slående eksempel, hvor små ændringer i kropsposition kan have enorm betydning for præstationen.
Impulsmomentet (angular momentum), som beskriver, hvor meget rotationsbevægelse et objekt har, afhænger både af rotationshastigheden og af, hvordan massen er fordelt. Impulsmomentet gør skøjteløbere i stand til at styre, hvor mange rotationer de laver i luften.
I undervisningen nøjes de studerende ikke med at se atleterne; de modellerer selv principperne. Ved at sidde på en roterende skammel med vægte i strakte arme kan de efterligne en kunstskøjteløber: Når de trækker armene ind mod kroppen, roterer de meget hurtigere, fordi massen flyttes tættere på rotationsaksen.
Fysik i praksis
Når sport bliver inddraget i undervisningen, begynder elever og studerende at se fysik som andet og mere end en samling formler.
Fysik bliver et redskab til at forstå, hvordan verden hænger sammen. En grundlæggende forståelse af fysik gør det muligt at forholde sig kritisk til hverdagens påstande fra virale sportsklip til misvisende overskrifter og overdrevne påstande.
I videoer kan gymnaster for eksempel se ud til at styre til højre eller venstre, efter at de har taget afsæt i underlaget i et spring. Fysikstuderende ved, at det ikke kan lade sig gøre: Når man først er i luften, kan bevægelsesbanen ikke ændres uden at skubbe til noget.
Det er selvfølgelig ikke kun i elitesporten, at man kan se fysikken udfolde sig. De samme principper ligger bag de fleste hverdagsoplevelser.
Med sport som indgang kan elever og studerende lære et sprog, der gør dem i stand til at fortolke den fysiske verden omkring dem.
Fysik lever ikke kun i lærebøger og eksamensopgaver. Den er indlejret i hvert skridt, hver drejning og hvert spring på alle niveauer, fra motion og leg til de olympiske konkurrencer.
Denne artikel er oprindeligt publiceret hos The Conversation og er oversat af Stephanie Lammers-Clark.
