【速度|美媒解析冬奥雪橇赛场上的物理学】参考消息网2月13日报道《科学美国人》月刊网站2月8日发表题为《奥运会雪橇的高速物理学》的文章 ， 作者为约翰·埃里克·戈夫 ， 全文摘编如下：
在今年的北京冬奥会上 ， 雪车、雪橇和钢架雪车项目吸引众多体育爱好者的因素可能单单就是速度 。 但是 ， 在蜿蜒曲折、覆盖冰层的下坡赛道背后 ， 很多物理学概念在起作用 。 运动员对物理学作用如何作出反应 ， 最终决定了一组选手中谁滑得最快 。
人们很容易以为 ， 选手只是在重力的作用下降落或沿赛道下滑 。 但这种想法只涉及所有影响雪橇滑行的微妙物理学作用的表象 。
在雪车、雪橇和钢架雪车项目中 ， 重力给雪橇或雪车提供动力 ， 使其沿着覆盖冰层的赛道下滑 。 总体上的物理学原理很简单——选手从某个高度出发 ， 然后降至较低的高度 ， 在重力作用下 ， 选手可加速到接近时速145公里 。
作为冬奥会赛场的延庆国家滑雪中心的赛道长约1.6公里 ， 最大落差约为121米 ， 最陡一段的坡度达到18% ， 包含16个弯道 。
由于重力势能转化为动能 ， 运动员在雪橇比赛中达到高速 。 当运动员以每小时约129公里的速度进入弯道时 ， 他们经历的加速度可能是正常重力加速度的5倍 。
大多数赛道长约1.6公里 ， 运动员只需不到1分钟就能滑完这一距离 。 完赛时间是把4轮比赛成绩相加得出的 。 2018年冬奥会男子单人雪橇金、银牌之间的差距仅为0.026秒 。 世界上最优秀的运动员即便犯下微小错误 ， 也可能会错失奖牌 。
所有运动员都在同一高度出发 ， 沿着同一赛道下滑 。 因此 ， 金牌与令人失望的成绩之间的区别并非在于重力和势能 ， 而在于快速的启动速度、尽可能利用空气动力效果以及在赛道上取最短路径 。
虽然重力让运动员和雪橇向下滑动 ， 但他们会不断地与空气粒子相撞 。 一名运动员或一个运动员组合的空气动力学效果越强 ， 他们的速度就越快 。
为了将空气阻力降至最低 ， 雪橇运动员——他们脸朝上——尽量保持躺平 。 脸朝下的钢架雪车运动员也要平趴在钢架雪车上 。 不管是双人组合还是4人组合 ， 雪橇运动员都要把身体紧紧塞进雪橇里 ， 以减少与空气碰撞的面积 。 在体位上犯下的任何错误都会降低运动员的空气动力学效果 ， 导致比赛用时轻微增加 ， 使运动员可能与奖牌无缘 。 在高速加速的情况下 ， 这些错误很难得到纠正 。
除了尽可能利用空气动力 ， 滑得快与滑得慢之间的其他主要区别在于运动员所采取的路径 。 如果运动员最大限度地减少雪车所占用的总长度 ， 并避免在赛道上呈“之”字形下滑 ， 那么他们滑过的距离将会减少 。 缩短路径还意味着受到的空气阻力较少 ， 以及在与赛道摩擦过程中速度减小较少 。
体育爱好者往往错过转弯和转向时的细微之处 。 比赛所用的雪车或雪橇底部嵌入了钢质刃片 ， 即滑行装置 。 雪车有两组钢刃与冰面接触 。 前面的运动员通过车内两个把手控制的滑轮系统来转动前面的钢刃 。 雪橇的滑行装置在雪橇前部呈弯弓状 ， 运动员把小腿放置其上 。 通过移动头部和肩膀 ， 或屈伸小腿 ， 运动员可以改变雪橇的方向 。 钢架雪车运动员缺乏这些控制手段 ， 必须用肩部和膝盖来操控方向 。 即便是微小的头部运动也会导致钢架雪车偏离最佳路径 。
所有这些细微的动作在电视上很难看到 ， 但后果可能是巨大的——过度转向可能导致与赛道壁相撞 ， 甚至翻车 。 转向不当可能导致转弯动作不佳 ， 耗费运动员的时间 。
虽然看起来不过是运动员在启动后沿着赛道高速下滑 ， 但其实还有很多看点 。 观众必须密切关注在那些快速移动的雪橇上的运动员 ， 才能发现有趣的物理学现象 。
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