首金次金全囊括,短道速滑夺金背后究竟有怎样的力学黑科技
2月5日,北京冬奥会短道速滑混合团体接力决赛,中国队代表曲春雨、范可新、武大靖、任子威以2分37秒348的成绩获得冠军,这是本次冬奥会上中国队的首枚金牌。2月7日,任子威再夺第二金。短道速滑,顾名思义就是赛道很短,需要选手在有限的路程内,提升自己的速度。这里面,力学的运用不可或缺。
短道速滑
先简单了解一下这个短道速滑的赛场,赛场外形尺寸60米长、30米宽,赛道呈类椭圆形,周长111.12米。弯道半径8米,直道长度28.85米。这样一个赛道,只有直道是可以加速的,弯道的时候能够保持自己不减速就已经很了不起了,基本上没有弯道加速的可能。
赛道
想要在有限的空间内,以最短的时间,获得最快的速度,有3种类型的方法:素质、姿态和装备。素质是指运动员的身体素质。大家都知道:力是改变物体运动状态的原因,想要速度更快,必须有足够的力来支撑。所以,运动员需要不断的训练,提升自己的身体素质,让自己有足够的爆发力和耐力。
姿态是指运动员姿态的规范性。短道速滑追求极致的速度,平均速度约有50km/h,差不多是市区小汽车的车速了。这样的速度之下,姿态的规范性就显得非常有必要。学过流体力学的同学都知道,空气阻力与阻力系数、迎风面积、空气密度、速度平方成正比。根据这个公式,速度越快,会导致有更大的空气阻力。空气密度是恒定的,无法改变。作为运动员,能改变的只有自己的动作姿态。不同的姿态下,阻力系数和迎风面积都不一样,只有标准规范的动作姿态,才能降低阻力系数和迎风面积,从而进一步提升速度。
空气阻力
最后就是装备了,它充分体现了运动的科技含量。装备分两种,一种是平时训练用的,另一种是比赛穿戴用的。像刚刚说的,规范的姿态怎么确定?难道是靠运动员的个人感觉?这显然不太合适。航空领域用来吹飞机的风洞就可以用来给运动员吹姿态,这才是真正的黑科技。我国的风洞水平全球领先,设计一个运动员用的风洞简直太easy了。风洞可以模拟风速,运动员改变姿态,通过传感器就可以测出不同姿态下的阻力变化,从而确定一个阻力最小的姿态。
风洞
穿戴式的装备包括冰刀、防割紧身衣、头盔、手套等。这些装备在保护运动员的同时,需要尽量降低各种阻力。前面说过空气阻力,紧身衣和头盔也能起到降低空气阻力的目的,衣服什么材质、头盔什么造型,这些都需要风洞实验的验证。冰刀和手套则是为了降低摩擦阻力。冰刃压迫冰面,两者之间产生冰渣和水,起到了润滑的作用,从而在运动的时候降低摩擦力。短道速滑的手套也是专用的,在拐弯过程中,由于需要提供向心力,人体向圆心倾斜,为了稳住身体,手可以扶住冰面撑住身体。这个专用的手套,指尖的手指扣是特殊材料制成,一般是树脂或胶质,能够降低手与冰面的摩擦力。
正是这些力学黑科技,特别是风洞的运用,才能让短道速滑运动员更快、更强。还有哪些运动也用到了风洞?欢迎在评论区交流。
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