牛顿被苏翊鸣惊到起死回生

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苏翊鸣:掀翻物理界,斩获桂冠!

当18岁的少年天才,在仅仅两次跳跃之后,紧握单板滑雪男子大跳台决赛的金牌,体育的解说员兴奋得难以保持镇定。他惊叹道:“此刻,即便是牛顿的棺材板都无法抑制,他正在对抗所有物理法则的限制!”

因为苏翊鸣完成了一项近乎匪夷所思的极高难度动作——外转1800加抓板,一道美轮美奂的弧线展现在众人眼前!就让我们先欣赏一下单板滑雪大跳台项目在其他比赛中的激动瞬间。


解释一下,“外转1800+抓板”是什么。简而言之,就是在空中旋转五圈后稳稳着陆。如何实现这种连贯的动作呢?实际上其中蕴藏着许多物理学的奥秘。

首先,分析一下首钢滑雪大跳台的主要结构:①助滑区、②起跳台、③着陆坡和④停止区。运动员从高处的助滑区出发,滑行下坡以获得速度,然后跳上起跳台,利用速度来完成各种空翻、旋转和抓板等技术动作,最后着陆。


现在我们逐步分解各个阶段的动作,共分为6步:

①起跑阶段:

运动员从60米高的斜坡出发,坡度最陡处为39°,然后冲下坡道。在这里,速度是关键。速度太慢的话,他们将无法在空中完成多次翻转所需的动力。

为了在起跳台上获得足够的速度,他们必须将重力势能转化为沿斜坡下滑的动能,以获得足够的速度来实现起跳。根据起跳台的标高和最高点标高的高差,在理想情况下,重力势能可以转化为动能mv²,从而可以计算出运动员在起跳台起飞时的速度约为104公里/小时。然而,在下滑过程中,空气阻力和雪面摩擦阻力会减少速度,通常运动员在起跳时的速度约为60公里/小时。这个阶段十分关键,运动员想要在后续阶段完成高难度动作,就需要更多的空中停留时间,因此必须减小下滑时的空气阻力,保持优良的身体气动外形,并选择更光滑的滑雪板。


②旋转起始:

为了实现多个翻转和旋转的巧妙组合,运动员需要同时扭转躯干并强烈收缩腹部,从而产生足够的扭矩。类似于一只掉下来的猫会在空中扭曲并用脚落地,运动员在空中的脚被束缚在滑雪板上,所以必须通过身体扭转来实现动作。

③姿势优化:

当运动员在空中旋转时,他们需要蹲下并紧紧抓住滑雪板,以最大限度地减少惯性矩,并增加旋转速度。通过这一动作,运动员可以调整旋转方向,同时利用角动量在空中旋转、扭曲和移动。在空中旋转时,角动量是守恒的,这是因为惯性矩的产物。通过收缩手臂,减小外形,惯性矩减小,旋转速度加快;通过伸展双臂,增大外形,惯性矩增加,旋转速度减慢。这是角动量守恒的原理。


④达到旋转速度:

运动员像旋转的花样滑冰选手一样,将双臂拉向胸部以增加旋转次数。他们需要在着陆前尽可能迅速地完成多次旋转,比如苏翊鸣完成的1800°旋转,平均每秒1.7转。当运动员离开起跳台并飞到最高点时,他们以约60公里/小时的速度飞至5.83米高处。

⑤为着陆冲击做准备:

当运动员完成最后一个离轴旋转时,他们需要伸出双臂并伸直身体,以减缓旋转速度。然后以约80公里/小时的速度撞击地面,每条腿承受约204公斤的重量,约为导致骨折的重量一半。


⑥坚持着陆:

运动员将滑雪板以逐渐减速的角度着地,大约为14°。着地时,运动员需要弯曲

膝盖,延长身体与雪地的接触时间,并在整个滑雪板上均匀分散冲击力量。

以上的步骤从第二步到第六步,总共需要约3秒的时间,而在这短暂的时间里,需要完成一系列错综复杂的动作,飞越大约40米的距离,从起跳台飞至着陆区。


单板滑雪大跳台项目可以形容为两段弧线的连续组合:从加速到起跳点,再到着陆区,这两段弧线相互衔接,融为一体。在短短的3秒钟技巧中,蕴藏着多重物理原理的协同作用。你是否都已领悟?

18岁的少年天才苏翊鸣,毫无疑问,深谙这其中的物理学精髓。在滑雪的才华与勤奋的训练下,他赢得了自己的冠军荣耀,成为了自己18岁成年的最佳礼物。


不妨追溯一下单板滑雪的历史,这项运动诞生于欧洲,但在北美才得到更广泛的重视,起初被称作“冬季冲浪”,在20世纪60年代中期,它才在美国逐渐兴起。类似于水上冲浪,单板滑雪成为了冬季版的极限运动。直到1998年的第18届冬奥会,单板滑雪才正式成为了奥运会的比赛项目。虽然单板滑雪项目的场地规模相对较小,跳台的高度在40至50米之间,但风险更大。运动员在加速、起跳、空中动作和着陆的全过程都承载着巨大风险,他们需要在高空中完成精妙的技术动作,然后安全着陆。飞越的高度有时可以达到13至14米,相当于一个4层楼的高度。


我对这个精彩的比赛场景充满了钦佩,苏翊鸣的成功是勤奋和智慧的结晶,也是对物理学原理的巧妙应用。通过他的胜利,我们不仅看到了一个年轻人的光芒,更感受到了科学与技艺的美妙交融。或许在每一个领域,只要用心,掌握了规律,就能超越常人,创造出不平凡的辉煌。正如苏翊鸣在单板滑雪大跳台项目中的成功一样,我们也应该勇敢地追寻并实现自己的梦想。


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页面更新:2024-05-23

标签:角动量   跳台   滑雪板   单板   起死回生   物理学   弧线   惯性   运动员   速度   动作

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