雪地上的速度與激情

張莉清

無舵雪橇、雪車和鋼架雪車這3個項目在運動過程中，都在一定程度上受到重力影響：運動員憑借人和雪橇共同的重力從高向低運動。在這個過程中，動能由重力勢能轉(zhuǎn)化，在其他條件都完全一致的情況下，重量越大，所具有的重力勢能就越大。所以運動員的體重和對車體的合理配重就很重要，如果重量不足，可以適當(dāng)為車體進行配重，但不能超過最高限制。

另外，由于復(fù)冰現(xiàn)象（當(dāng)一塊冰的某一個表面受壓，壓力令熔點降低，使得冰溶化成水），冰刀和冰面的接觸部分會產(chǎn)生一種冰晶和液態(tài)水的過渡層結(jié)構(gòu)。液態(tài)水的潤滑、冰晶在切線方向的滾動或滑動，會導(dǎo)致滑動摩擦系數(shù)降低，從而減小冰面摩擦阻力。

無舵雪橇、雪車和鋼架雪車項目是雪地賽場上速度最快的3個項目——賽道長1.6千米左右，運動員需要在1分鐘內(nèi)快速完成全程滑行。這其中空氣動力學(xué)發(fā)揮了重要作用。

無舵雪橇、雪車一般通過空氣減阻提升運動成績。橇和車本身的設(shè)計，運動員身體形態(tài)、位置等都是影響空氣減阻的重要因素。在比賽中，運動員水平越高，其提升空間就越小，成績競爭越激烈，因此通過空氣減阻來提高成績便十分重要。有研究顯示，空氣阻力占據(jù)總阻力的20%～26%，減少3%的阻力，最終成績將提高0.1秒。

運動員的裝備也暗藏物理學(xué)玄機。國際雪車和鋼架雪車聯(lián)合會（IBSF）規(guī)定，為了保障安全，運動員必須要戴頭盔、使用專用手套、穿著特制緊身衣。另外，鋼架雪車運動員穿的釘鞋也是針對項目特點定制的。鞋底前1/3的區(qū)域有總數(shù)不超過250個、直徑小于1.5毫米的釘子，可以使運動員在起跑階段更好地抓地，增加摩擦力，以獲得初始速度。在滑行過程中，運動員僅需腳尖點地，即能改變鋼架雪車的運動方向。

無舵雪橇、雪車的賽道蜿蜒曲折，非常壯觀，為了避免觸碰到賽道，正確的技術(shù)動作和身體形態(tài)就尤為重要。如果在運動中，特別是在轉(zhuǎn)彎后磕碰賽道邊緣，運動員自身重力、觸碰產(chǎn)生的冰面摩擦力以及空氣阻力，會導(dǎo)致滑行方向偏移，影響成績甚至人身安全。

另外，受空氣動力影響，無舵雪橇需要運動員完全“平躺”，鋼架雪車則需要運動員完全“平趴”，這就需要嚴(yán)格控制雙腿、軀體的位置和頭俯仰的角度，就像用量角器測量好的那樣，以減小空氣阻力。

在鋼架雪車比賽中，選手如果抬頭觀察環(huán)境，身體重心可能改變，就會導(dǎo)致其與之前確定的滑行軌跡有偏差。此外，在雪車比賽中，運動員的坐姿也會對運動軌跡有影響。

蘊藏在雪地賽場的物理學(xué)知識，從賽道、器械到運動員們的動作無處不在，也只有對這些知識深入了解并合理應(yīng)用才能幫助運動員們在賽場上發(fā)光發(fā)熱，一次又一次提升人類運動的極限。

?雪車鞋的鞋底前部均勻分布著鞋釘，鞋釘為刷型（繪圖/黃金）

（責(zé)任編輯 / 張麗靜 美術(shù)編輯 / 周游）