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São, em grande parte, o mesmo esporte sob dois nomes. 'Atletismo' é o termo internacional e britânico, usado pela entidade dirigente World Athletics, e abrange tudo, das provas de pista e campo em estádio às corridas de rua, cross country e marcha atlética. 'Track and field' é o termo americano e se refere mais especificamente às provas de estádio: as corridas de pista — velocidade, meio-fundo, fundo, barreiras e revezamentos — e as provas de campo, os saltos e arremessos disputados na área interna. Na prática, quando os americanos dizem 'track and field' e o resto do mundo diz 'atletismo', em geral se referem ao mesmo conjunto de provas de correr, saltar e arremessar que forma o núcleo do programa olímpico.

O esporte se divide em cinco famílias. A velocidade cobre os 100m, 200m e 400m, além dos revezamentos de velocidade. O meio-fundo e fundo vão dos 800m aos 1500m, 5000m e 10.000m até a maratona, com o steeplechase de 3000m como prova especializada. As barreiras incluem os 110m (100m para mulheres) e os 400m com barreiras. Os saltos são o salto em distância, o salto triplo, o salto em altura e o salto com vara. Os arremessos são o arremesso de peso, o disco, o martelo e o dardo. Por fim, as provas combinadas — o decatlo masculino e o heptatlo feminino — reúnem várias delas ao longo de dois dias. As corridas de rua e a marcha atlética completam o programa pleno do atletismo além do estádio.

Usain Bolt, da Jamaica, detém o recorde mundial masculino dos 100m, com 9,58 segundos, estabelecido no Mundial de Berlim de 2009, e o recorde dos 200m, com 19,19 segundos, na mesma competição — ambos intocados há mais de quinze anos. Durante aqueles 100m, ele atingiu uma velocidade máxima de cerca de 44 km/h. No lado feminino, os 10,49 segundos de Florence Griffith-Joyner, de 1988, continuam sendo o recorde de velocidade mais antigo e mais contestado, com sua marca de 21,34 nos 200m também ainda em vigor. Bolt é considerado quase unanimemente o ser humano mais rápido já cronometrado de forma confiável, e nenhum velocista em atividade chegou particularmente perto de seus recordes.

Desde 2010, uma única largada falsa significa desclassificação imediata, sem aviso — uma regra mais rígida introduzida para acelerar as largadas de velocidade transmitidas na TV e acabar com as manobras de saídas antecipadas deliberadas. Uma largada é julgada falsa se o atleta sair dos blocos antes do tiro ou reagir dentro de 0,100 segundo dele, já que a ciência esportiva sustenta que nenhum ser humano consegue ouvir e reagir mais rápido que isso. A regra pegou de forma mais famosa o próprio Usain Bolt, desclassificado da final dos 100m no Mundial de 2011. Provas combinadas, como o decatlo, mantêm um sistema de um aviso, refletindo as demandas diferentes sobre atletas multiprova ao longo de uma competição longa.

É uma combinação de fatores, não um único gene. Muitos dos melhores corredores vêm de regiões de altitude elevada, acima de 2.000 metros, onde uma vida inteira em altitude aumenta a capacidade de transporte de oxigênio. Uma cultura de correr longas distâncias até a escola desde a infância constrói uma base aeróbica precoce, e populações específicas do leste africano parecem ter vantagens fisiológicas, como membros inferiores esguios que tornam a corrida econômica. Crucialmente, o incentivo econômico é enorme: premiação e taxas de aparição de grandes maratonas podem transformar a família de um corredor, atraindo um número enorme de pessoas para o esporte e criando competição ferrenha. Polos de treinamento como Iten, no Quênia, concentram talento, treinamento e parceiros de ritmo, produzindo um ciclo autorreforçado de excelência.

Super-tênis são calçados de corrida que combinam uma placa rígida de fibra de carbono com uma camada espessa de espuma leve e altamente responsiva, um design popularizado pelo Vaporfly da Nike a partir de 2017. Juntos, eles armazenam e devolvem energia e reduzem o custo muscular da corrida, melhorando a economia em cerca de 4 por cento — o suficiente para ter puxado fortemente para baixo os recordes de maratona e de fundo. São legais, mas regulamentados: a World Athletics limita a espessura da sola (40mm para tênis de rua, menos para sapatilhas de pista), restringe os tênis a uma única placa, e exige que os modelos estejam disponíveis a todos os atletas, em vez de serem protótipos exclusivos. Críticos argumentam que os tênis distorcem comparações de recordes entre eras; defensores apontam que a tecnologia está à venda para qualquer pessoa.