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，可以適當為車體進行配重，但不能超過最高限制。

另外，由于復冰現(xiàn)象（當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生一種冰晶和液態(tài)水的過渡層結構。液態(tài)水的潤滑、冰晶在切線方向的滾動或滑動，會導致滑動摩擦系數(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分鐘內快速完成全程滑行。這其中空氣動力學發(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，正確的技術動作和身體形態(tài)就尤為重要。如果在運動中，特別是在轉彎后磕碰賽道邊緣，運動員自身重力、觸碰產生的冰面摩擦力以及空氣阻力，會導致滑行方向偏移，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）

（責任編輯 / 張麗靜 美術編輯 / 周游）