Tại sao đường thi đấu điền kinh tiêu chuẩn lại có hình vòng cung với độ dài một vòng 400m?

Đường dùng thi đấu điền kinh đạt tiêu chuẩn được cấu thành bởi hai đường chạy thẳng, mỗi đoạn dài 85,96m đan xen giữa hai đường chạy hình vòng cung có độ dài 133,04m.

Có lẽ một số người sẽ hỏi rằng: tại sao không thiết kế đường chạy dạng vuông góc hay hình tròn? Thực ra việc thiết kế đường chạy như trên rất có cơ sở khoa học.

Quán tính của con người làm chúng ta có xu hướng duy trì trạng thái vận động như cũ. Muốn thay đổi trạng thái vận cũ cần có tác động thêm. Tốc độ và hướng vận động thuộc vào phạm trù trạng thái vận động. Đối với cùng quãng đường 100m nhưng nếu chạy thẳng sẽ nhanh hơn chạy một vòng mỗi vòng 50m. Đó là do khi chạy mỗi vòng chúng ta phải đổi hướng, ta phải hao tổn thêm sức lực để tăng tốc từ vận tốc hầu như bằng 0 trên hướng vận động mới nhằm đạt tới tốc độ nhanh. Nếu thiết kế đường chạy có dạng hình vuông hay hình chữ nhật, vận động viên sẽ phải đổi hướng, tới 4 lần 4 góc đường chạy. Mỗi lần đổi hướng 90. Lúc này muốn đổi hướng thật nhanh đồng thời vẫn giữ được tốc độ cao, vận động viên phải tốn rất nhiều sức; từ đó ảnh hưởng tới tốc độ chạy. Nếu thiết kế dạng hình tròn thì trên thực tế, lúc nào vận động viên cũng phải đổi hướng; chỉ có điều sự chuyển hướng ấy không rõ ràng, không theo hướng ngược lại cũng không tạo nên góc chuyển lớn. Nếu không tính tốc độ vận động, những vật thể chuyển động quay tròn (cứ xét là chúng giữ tốc độ ổn định) cũng phải chịu lực tác dụng. Loại lực này gọi là lực hướng tâm. Nếu bán kính càng lớn, lực hướng tâm càng nhỏ. Ở đường chạy tiêu chuẩn bán kính của hai đoạn vòng cung là 36m vì vậy lực hướng tâm tương đối nhỏ nhưng dù sao với cùng một cự li thì đường chạy hình tròn vẫn tốn sức hơn chạy trên đường thẳng.

Vì thế, thiết kế đường chạy đã áp dụng phương pháp chiết trung. Hai đoạn đường chạy thẳng giúp tiết kiệm sức, hai đoạn hình vòng cung không gây nên sự chuyển hướng đột ngột, từ đó giảm sự hao phí sức lực không cần thiết cho vận động viên. Mặt trời mọc ở phía đông và lặn ở phía tây, vì thế hai đường chạy thẳng được thiết kế theo hướng nam bắc để tránh ánh sáng mặt trời làm lóa mắt vận động viên. Tại khu vực sân điền kinh cự li 400m bên trong đường chạy người ta cũng có thể tiến hành thi đấu ném lao,ném đĩa và lăng tạ. Thiết kế sân như vậy còn giúp khán giả trên khán đài không bỏ sót một chi tiết nào của các trận thi đấu.