Fotokomórki i zegary czyli pomiar czasu na wyścigach – od kuchni
Wyczyny Usaina Bolta, który poprawia rekordy świata o dziesiąte części sekundy sprawiły, że zapomnieliśmy trochę o tym, iż jeszcze niedawno rekord świata na setkę poprawiało się mozolnie o setne części sekundy. Ale skąd tak naprawdę wiadomo, że poprawiono go akurat o tyle? Wyobrazić sobie dziesiątą część sekundy jest ciężko, a co dopiero setną!
Cóż, nowoczesne urządzenia pomiarowe są w stanie mierzyć wysiłek zawodników z dokładnością do jednej dziesięciotysięcznej części sekundy, ale tak precyzyjnych pomiarów się nie stosuje. Dlaczego? Z prostego powodu – każdy tor ma swoją „osobniczą” długość, a w przypadku sprintu nawet różnica pięciu milimetrów może odegrać znaczenie. Przyjęto, że różnica jeden setnej to graniczna wartość, poniżej której wyniki zawodników biegnących na różnych torach są nieporównywalne. Podczas igrzysk olimpijskich w Monachium (1972) dwaj pływacy ukończyli wyścig na 400 metrów w przedziale dwóch tysięcznych części sekundy, co można przeliczyć na kilka milimetrów. Okazało się, że precyzja wykonania torów wynosiła 10 milimetrów. Jak w tej sytuacji rozstrzygnąć kto wygrał?
W biegach krótkich (od 100 do 400 metrów) czas mierzony jest z dokładnością do jednej tysiącznej i zaokrąglany do setnych (przy czym zaokrąglenie zawsze robione jest w górę do najbliższej pełnej wartości setnych części – czyli wynik 9,872 zaokrągla się do 9,88). W biegach dłuższych oficjalny pomiar jest nawet mniej dokładny, a w maratonie najniższym zaokrągleniem jest pełna sekunda. W dodatku każdy bieg od 800 metrów w górę może być zgodnie z przepisami międzynarodowymi mierzony ręcznie.
Ale już w sprintach uznanie wyniku wymaga pomiaru przy pomocy fotokomórki. Najlepsze systemy korzystają z kamery cyfrowej umieszczonej dokładnie na linii mety. Kamera ta ma bardzo wąski kąt patrzenia i nagrywa jedynie wąski pasek przestrzeni nad samą linią. Gdy biegacze przecinają linię mety, wchodząc równocześnie w pole widzenia kamery, kamera zaczyna wykonywać błyskawicznie serię zdjęć opatrzonych kodem czasowym. Powstaje w ten sposób złożony obraz pokazujący kolejne fazy przekraczania linii mety przez biegacza.
W konkurencjach stadionowych bieg kończy się gdy tylko ciało biegacza (rozumiane jako jego czy jej tułów, ale już nie ręce, nogi czy głowa) znajdzie się na linii mety. Tym bieganie różni się np. od panczenów, gdzie za moment przecięcia linii mety uważa się moment pojawienia się na niej czubka łyżwy. Zanim sędziowie podadzą oficjalne wyniki specjalna komisja przegląda zdjęcia i decyduje, w którym momencie „ciało” (rozumiane jako tułów) znalazło się na mecie. Szybszy sposób to strumienie światła rzucane na linię mety, które w momencie przecięcia ich przez biegacza zatrzymują zegar. Ale taki pomiar jest mniej dokładny bo nigdy nie wiadomo czy to, co zatrzymało zegar to ręka czy tors. Dlatego te czasy zwykle różnią się od oficjalnych. Co ciekawe, pierwotny pomiar (i pierwszy wynik wyświetlany na tablicy stadionowej i na monitorach) podawany jest z nawiązką. Po co? Aby w procesie przeglądania zdjęć z fotokomórki nie okazało się, że system się pomylił i bieg, który jeszcze chwilę temu był rekordowy – wcale nim nie jest. Dlatego często czas oficjalny jest lepszy od tego, podawanego na początku, ale nigdy – gorszy.
A jak uruchamiany jest zegar? Przepisy międzynarodowe stanowią, że zegar musi ruszyć w ciągu jednej tysiącznej części sekundy od strzału startera. Strzał oddawany jest albo prawdziwym pistoletem (kaliber 32 mm lub większy w zawodach stadionowych i 22 mm lub większy na hali) albo „ślepakiem” bez prawdziwych nabojów, który jedynie uruchamia emisję strumienia dźwięku z głośników znajdujących się za placami każdego biegacza. Błysk pistoletu, który w momencie strzału starter trzyma w pobliżu linii mety, przesyła natychmiastowy sygnał do fotokomórki, która uruchamia swój zegar.
Marek Tronina, „Fotokomórka”, Bieganie, listopad 2010
