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体育比赛克服空气阻力有新招

【字体:   2013-08-25 09:24:21   来源: 中国天气网辽宁站

在体育比赛中,为什么滑冰运动员不喜欢穿宽松的运动衫?为什么滑雪运动员不穿有接缝的运动衣裤?为什么有的自行车运动员刮去腿上的汗毛剪短头发,掖好他们鞋带不使外露?

气象学家和空气动力学家告诉我们:空气的相对运动对多数体育竞技比赛都有影响,迎风飘动的衣服和头发能造成阻力.在高速运动中,连衣服上的皱褶都有可能使竞赛运动员速度减慢,影响运动成绩。专家们指出:自行车运动员在以32公里/小时左右的速度前进时,他们能量有90%消耗在克服空气阻力上.滑冰运动鞋员以48公里/小时的速度在冰上猛进,能量的80%用于克服空气的阻力,有人测试过,运动员在静风条件下奔跑时,只用机械功率输出的5%-8%克服阻力,其余功率则用来提供跑时重心向上移动的势能以及提供运动的动能,逆风时,阻力所占功率比重增大。

在海拔高的地方进行速度比赛往往会取得好成绩,这就证明了空气——即稀薄空气对比赛的影响,尽管在空气稀薄的地方呼吸比较困难,有关部门调查研究报告表明:在墨西哥城(海拔2259米,空气比海平面稀薄了20%)进行自行车比赛,成绩会比在海拔低的地方提高3%-5%,同样,短跑运动员在墨西哥城取得的成绩高出海平面成绩的2%,速度提高2%,听起来似乎关系不大,但是在海平面高度上进行比赛,提高2%,等于100米赛跑中抢先了约10厘米,跳远成绩提高2%,就意味着可以多跳15厘米远,三级跳远能多跳30厘米,因此,有效克服空气阻力,争取比赛中的好成绩,就成为体育场科研部门的研究课题。

目前最简单的办法就是调节身体姿态,使身体对强大的空气阻力减少到最小程度,滑雪运动员的团身和自行车运动员的前倾都是为了减少空气阻力的有效方法,此外,还有更妙的两种方法,那就是:采用梯形队形自行车在公路上比赛,常采用一种队形-梯形队形,而且还有一个特点:车队中领骑者是一个身强力壮技术全面的队员,身体稍差者总是在后面尾随,当骑一段路后,另一个身强力壮者换下领骑者。

他们为什么要作这种变动?原来这是一种战胜风的影响的一种措施,我们知道,空气的水平流动就是风,在空气流动弱时,骑车者顶风骑,速度越快,就越感到风在增强,特别是在大风下举行越野赛,领骑者顶风,受风阻力最大,消耗的体力也最多,相对在他的后面,受风的阴力小,消耗的体力也少,据统计,尾随者大约比领骑者少消耗20%~30%的体力,因此一个优秀的自行车运动教练,在赛前肯定会根据当时风向风力情况,给运动布置战术,谁先领骑,谁尾随,骑完多少路程后谁去换领骑者……没有这一套对付空气阻力的战术,这个自行车队在比赛中肯定要失败的。

另一招就是:设计科学运动服正如美国空气动力学家杰克.兰比所说,赛跑运动员突上设计科学的紧身衣可以减少空气阻力的6%,而自行车运动员在紧身衣以后,还套上弹性纤维鞋罩,套上航空头盔(这种头盔可使空气在头上流过的阻力减到最低程度),就可以减少空气阻力的8%,荷兰科学家亨利.克帕伊尔说,穿流线形的运动服可在10公里长跑中将成绩提高16秒,而滑雪运动员穿按动力学原理设计的服装,以每小时将近145公里的速度从斜坡上飞驰而来,也能够争取到关键性的几毫秒.因此设计阻力小的运动服,提高运动成绩就成了一项体育研究的重要课题,日本最大的一家人造纤维制造厂东丽公司,1983年成功地设计了四层的空气动力纤维,这种纤维既符合国际业余滑雪协会规定的标准,服装保暖透气,而且它的织造结构还能防止摔倒的滑雪运动员以极危险的速度滑下去,它的外层用极细的尼龙混纺纱制成,起透气,减震和防颤的作用;最里的一层是羊毛衬里,能紧贴皮肤以御寒。

光滑的纤维不是减少阻力的唯一办法.服装厂的剪裁和缝制方法同样重要,一些运动服制作厂家取消了运动服上可能引起空气扰动的部位的接缝,如肩部的接缝.日本东丽公司还发明了一种聚氯基甲酸脂粘结剂,用这种粘结剂粘合的地方有不透气的优点.为了试验的产品性能,制造商把样品放在风洞里,以观察气流情况,东丽公司把滑雪服放在一座全天候的风洞里,角度类似真正滑行的角度,然后对其进行测试,试验结果表明,极光滑的纤维织料并不总是能使穿着的人达到最快速度。

设计师凯尔认为:在某种速度下,略微粗糙的料子,例如细羊毛纱织的运动服,可使自行车运动员骑得更快.这种料子小小的凹痕能捕住院气,使之在运动员周围更平稳的流过.按动力学原理设计的运动服不久可能取得更大的进展,凯尔考虑到紧身自行车运动服,这种服装由混纺材料制成,每种材料都以最佳方式把风引导过去。另一位设计师兰比预见,有衬垫的运动服会改变滑雪运动员体形.他说:“两腿的前面会垫圆,两腿后面垫的比较尖,这样就更形成翼形,然而在某些比赛中,这样的运动服可能不合法。”当设计人员设想时,运动服制造商在忙于说服运动员,使他们相信穿上考虑空气动力学原理所制成运动鞋,有助于在比赛中提高运动成绩。

编辑: 辽宁.吴侃
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