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一起来看这些奥运赛项中的科学原理
一起来看这些奥运赛项中的科学原理
发布时间:2021/08/11


东京奥运会各项赛事正在进行中,奥运健将们也正凭借着实力奋力拼搏。奥运会项目众多,每个项目都有自己的特色,其中不乏科学原理。


为什么百米赛跑要测风速?


泳池里的水对运动员的阻力有多大?


风对射箭比赛有什么影响?


一起来看看吧。


01

为什么百米赛跑要测风速?

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在日常生活中,风的阻力对于我们的影响几乎可以忽略不计,但是在以百分之一秒为单位来计算运动成绩时,空气阻力是不可忽视的因素。


在百米跑比赛过程中,空气阻力可使成绩相差0.16秒,这对于以0.01秒为计时单位来决定胜负的比赛来说,在测算运动时间时空气阻力的影响就不可忽略不计了。

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因此,奥运会在田径比赛规则上规定:距离为200米和200米以下的径赛以及跳远、三级跳远等项目,凡顺风时平均风速超过2米/秒,所创比赛纪录不予承认。


比如,在此次东京奥运会上“一战封神”跑出9秒83并刷新亚洲纪录的苏炳添,曾在2018年国际田联钻石联赛尤金站跑出了9秒90的个人成绩。


但是由于当时比赛风速达顺风2.4米/秒,那次成绩便无法被正式确认。


02

泳池里的水对运动员的阻力有多大?

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在游泳池里,运动员会受到三种阻力:形状阻力、碎波阻力和兴波阻力、摩擦阻力。


三大阻力中,形状阻力占总阻力的50%~80%,兴波阻力和碎波阻力约占总阻力的20%~30%,摩擦阻力不超过总阻力的15%。所以,形状阻力是游泳时阻力的主要成分。当运动员游速达到2米/秒左右时,形状阻力仍占总阻力的50%以上。


那形状阻力是什么呢?它其实是运动物体前后的压强差所致,人们也称之为压差阻力


当游速增加,形状阻力的绝对值与速度的平方成正比例增加。而身体纵轴越长,便越接近流线型,迎水截面积越小,压差阻力就越小。


03

风对射箭比赛有什么影响?

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射箭运动时对天气的要求是非常高的,其中风速和风向是影响射箭准确度最重要的因素。


射箭比赛时,当风速小于7米/秒时,是比较适宜比赛的,并且这时风向对比赛的影响也不大。


但是如果风力大了,风向的改变对比赛就会产生较大的影响了。


大家仔细一想便能知道,如果赛场上的风力和风向都不稳定,那么当运动员根据风力和风向瞄准后,风向可能在一瞬间再次转变,这就会给队员的发挥增加难度。


但如果风向稳定并且风力变化不大,运动员便可以通过更改瞄准点等技术细节来调整。


现在,大家了解奥运项目中蕴含的科学知识了吗?一起来为奥运健儿们加油吧。