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De los 30 Juegos Olímpicos modernos que se disputaron hasta ahora, 16 de ellos se realizaron en Europa, 4 en Asia, 2 en Oceanía y 7 en Norteamérica. Nunca se realizaron Juegos Olímpicos en África, y los Juegos de 2016 serán los primeros en realizarse en América del Sur.
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Nueve casos de dopaje fueron detectados durante la realización de los Juegos, siete de ellos descubiertos antes de iniciar la competencia respectiva. Cuatro correspondieron al deporte del atletismo y los otros casos pertenecieron a la halterofilia, gimnasia artística, ciclismo, y judo. Se registraron dos retiros de medallas: una de oro en el atletismo y otra de bronce en la lucha.
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El atleta jamaiquino Usain Bolt, especialista en pruebas de velocidad rompió los récords mundiales en 100 metros con 9,69 segundos y en 200 metros con 19,30 y obtuvo la medalla de oro.
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Estos Juegos son muy recordados por la presencia del nadador estadounidense Michael Phelps quien obtuvo 6 medallas de oro y 2 de plata.
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La gimnasta rumana Andreea Răducan obtuvo la medalla de oro y fue descalificada tras arrojar un antidoping positivo con pseudoefedrina, convirtiéndose así en la primera gimnasta en perder la medalla por un dopaje.
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Un momento particular y emotivo de estos juegos, lo protagonizó el atleta británico Derek Redmond, cuando siendo favorito en los 400 metros para ganar la medalla de oro, se rompió el tendón de Aquiles y completó la vuelta sujetado por su padre quien saltó a la pista para ayudar a su hijo.
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Estos juegos son recordados lamentablemente por trágicos hechos, se recuerdan como "Septiembre Negro", debido a que un grupo de terroristas palestinos irrumpió en el lugar donde se hospedaba la delegación israelí dentro de la Villa Olímpica asesinando primero a dos miembros de la misma, tomando 9 rehenes y exigiendo la liberación de 234 prisioneros. Pese al hecho y a que algunos atletas abandonaron la Villa Olímpica, los juegos transcurrieron normalmente.
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En estos juegos olímpicos, dos atletas afroamericanos John Carlos y Tommie Smith, levantaron sus puños en defensa y apoyo al movimiento por los Derechos Civiles en Estados Unidos. Como consecuencia de la acción mencionada, fueron expulsados del equipo, pero el momento quedó para la historia.
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En estos Juegos Olímpicos, por primera vez se realizó el maratón olímpico por la noche, iluminándose el recorrido con antorchas sostenidas por los soldados italianos. También fue la primera oportunidad en que los participantes corrieron descalzos. Así lo hizo el atleta Abebe Bikila, marcando un nuevo récord olímpico tras terminar la maratón en 2 horas, 15 minutos y 16.2 segundos.
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En el marco del nazismo imperante en la Alemania Nazi de la época, Jesse Owens, un afroamericano nieto de esclavos, obtuvo 4 medallas de oro en 100 metros lisos, 200 metros lisos, salto de longitud y en la carrera de relevos 4x100 metros. Con lo cual logró gran reconocimiento internacional y burlar al racismo de Hitler quien no quería que participaran negros en los Juegos.
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Para estos juegos olímpicos se incorporó la distancia de 26 millas y 385 yardas en la prueba de Maratón. Estos cambios fueron mucho para el deportista italiano Dorando Pietri quien tomó el sentido equivocado en una parte de la carrera y al ser corregido por los jueces se desploma, antes de la llegada se cae otras 4 veces y los jueces lo ayudan a levantarse y seguir.
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En estas olimpiadas el gimnasta estadounidense George Eyser obtuvo 6 medallas (3 de oro, 2 de plata y 1 de bronce), pese a tener una pierna ortopédica, puesto que había perdido su pierna izquierda en un accidente de trenes. El deportista olímpico, compitió con una prótesis de madera.