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一起來看這些奧運賽項中的科學原理

2025-03-19·317 瀏覽

一起來看這些奧運賽項中的科學原理

為什么百米賽跑要測風速?


在日常生活中,風的阻力對于我們的影響幾乎可以忽略不計,但是在以百分之一秒為單位來計算運動成績時,空氣阻力是不可忽視的因素。


在百米跑比賽過程中,空氣阻力可使成績相差0.16秒,這對于以0.01秒為計時單位來決定勝負的比賽來說,在測算運動時間時空氣阻力的影響就不可忽略不計了。


因此,奧運會在田徑比賽規則上規定:距離為200米和200米以下的徑賽以及跳遠、三級跳遠等項目,凡順風時平均風速超過2米/秒,所創比賽紀錄不予承認。


比如,在此次東京奧運會上“一戰封神”跑出9秒83并刷新亞洲紀錄的蘇炳添,曾在2018年國際田聯鉆石聯賽尤金站跑出了9秒90的個人成績。但是由于當時比賽風速達順風2.4米/秒,那次成績便無法被正式確認。


泳池里的水對運動員的阻力有多大?


在游泳池里,運動員會受到三種阻力:形狀阻力、碎波阻力和興波阻力、摩擦阻力。


三大阻力中,形狀阻力占總阻力的50%~80%,興波阻力和碎波阻力約占總阻力的20%~30%,摩擦阻力不超過總阻力的15%。所以,形狀阻力是游泳時阻力的主要成分。當運動員游速達到2米/秒左右時,形狀阻力仍占總阻力的50%以上。


那形狀阻力是什么呢?它其實是運動物體前后的壓強差所致,人們也稱之為壓差阻力。當游速增加,形狀阻力的絕對值與速度的平方成正比例增加。而身體縱軸越長,便越接近流線型,迎水截面積越小,壓差阻力就越小。


風對射箭比賽有什么影響?


射箭運動時對天氣的要求是非常高的,其中風速和風向是影響射箭準確度最重要的因素。


射箭比賽時,當風速小于7米/秒時,是比較適宜比賽的,并且這時風向對比賽的影響也不大。


但是如果風力大了,風向的改變對比賽就會產生較大的影響了。大家仔細一想便能知道,如果賽場上的風力和風向都不穩定,那么當運動員根據風力和風向瞄準后,風向可能在一瞬間再次轉變,這就會給隊員的發揮增加難度。


但如果風向穩定并且風力變化不大,運動員便可以通過更改瞄準點等技術細節來調整。


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