从濛主看短道速滑中的物理

作者: 杨景婷

来源: 中科院物理所

发布日期: 2018-03-02 14:11:47

本文通过王濛的视角,探讨了短道速滑中的物理原理,包括摩擦力、向心力等,以及运动员在高速滑行和弯道滑行中的技术要求和物理挑战。

平昌冬奥会于2月25日正式拉上了帷幕,裁判的争议判罚无疑是这届冬奥会最大的槽点。包括中国短道速滑主教练李琰在内的专业教练与运动员纷纷表示已经看不懂比赛规则了。在成绩低迷时,运动员武大靖顶住压力,在短道速滑男子500米四分之一决赛和决赛中两次打破世界纪录,强势夺得冠军,打破零金牌的魔咒。

不知道大家过年期间是否都吃着饭,看着直播,上着微博吐槽。在武大靖夺得金牌之前,小编气到快吐血。于是默默翻出三冠王王濛的比赛视频,以及她所主导的冬奥会特别节目《濛主驾到》,看她揭秘中韩宿怨。节目中,濛主还讲述了短道、冰球、花样滑冰冰刀、服装的不同以及缘由。世界冠军都这么努力,我们赶紧放下手中的鸡腿,来看看短道速滑中的一些物理知识吧。

男子1500米短道速滑的奥运记录是2分09秒041(卢珍奎,韩国),田径男子1500米的世界纪录是3分26秒00(西查姆·埃尔·奎罗伊,摩洛哥)。为什么运动员在冰刀上可以滑这么快呢?其中一个原因是滑冰运动,在惯性滑行时受到的摩擦力小。冰刀与冰面的受力面积比较小,冰面受到的压力大大增加,从而在冰刀下形成一层薄薄的水,以减小冰刀和冰面的摩擦力。

短道速滑的比赛场地周长111.12m,弯道滑行半径8.5m。在平昌冬奥会男子5000米接力中,韩国队从内道超过中国队后,因为速度太快,出现失误摔出赛道。可见高速地滑过弯道,对运动员的滑行技术、身体素质和冰刀都有很高的要求。现在我们来看看短道速滑弯道滑行中,都有什么物理知识。

运动员的蹬冰力P垂直所用在冰质斜面上,如图5左边所示。

冰质斜面是由于支撑腿冰刀的冰刃在其上滑过产生的磨损、融化、和弹性形变等原因造成的。因此,要增大向心力,运动员可以增大蹬冰力,也可增大身体向圆心方向倾斜的程度(即减小θ)。然而,冰刃接触冰质斜面的面积很小,而冰的脆性较大。

随着冰面与冰刀之间夹角的减小,当蹬冰力的水平分力超过冰质斜面可承受的最大水平分力时,斜面就会发生脆性破坏,冰面与冰刀在法线方向存在相对运动,向心力突然减小甚至消失,运动员的身体向切线方向滑出并摔倒。

最后祝贺武大靖获得世界冠军,希望中国体育越来越好,欢迎评论区科普一下到底韩天宇的判罚。濛主没有参加冬奥会却在冬奥会期间上了微博热搜,希望更多的人关注冬奥会。最后的最后当然是希望濛主伤好,如果2022年能站上中国冬奥会的冰场,无论什么名次,迷妹们都是很开心的。

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