本文作者：小红猪小分队

冬季奥运会已经“完美”谢幕了，物理学家马克‧丹尼告诉你，运用科学力量，轻松迎战六种竞赛项目。

1速度滑冰比赛（SPEED SKATING）

速滑比赛项目里的赛道分为400米和111米两种，这个比赛可以看做是冰上的赛跑运动。大多数运动选手会穿着特殊设计的开合式冰刀鞋（clap skate），新款的冰刀在鞋的前端设有转轴，可以让冰刀与冰面之间维持更长的接触时间，会有更多的力量从两腿移转成前进的动力。撇开令人别扭的外观不谈，身着依据气体动力学设计的贴身运动服，外加低摩擦力冰面的“助阵”，速滑选手比赛时的速度可高达每小时70公里，比田径赛跑运动员要快得多。

如何获胜

滑冰可不是跑步，运动中踩踏地面的方式也不一样。在直线赛道上的滑冰选手若是让冰刀与正前方夹35°角，并且舒展腿部向侧蹬冰，此时移动速度会最快；而在弯道处，则应该像横着爬楼梯那样，将步伐缩短。

2有舵雪橇赛（BOBSLED）

在有舵雪橇比赛项目里（也称为雪车比赛），不管是双人赛或是四人赛的运动员，都要在高科技赛道上用更高科技的雪橇疾驶竞速。在重力、冰的摩擦力、气体动力学的阻力与高G离心力的作用之下，所达到的速度可以高达每小时140公里。比赛成绩的差距非常小，只要百分之几秒落后，选手就可能从奥运金牌得主堕入空手而归的境地。

如何获胜

成功的团队里会有体重较重的队员，因为增加的重量会减少空气阻力相对于重力的影响，且肌力对于推车快速起步很重要。雪橇在转弯的时候，会被离心力甩往到上至护墙上。此时驾车员就必须让雪橇保持接近最佳比赛的路线：太高会导致行进距离拉长；太低则会减慢雪橇速度。

3冰壶比赛（CURLING）

比赛者在冰面上把18公斤重的花岗岩“石壶”往前推到约30米远的目标。冰上面已经先喷了水让表面出现皱褶，水会在结冻的冰面上形成凸块。石壶上面有个提手，可以用来握住扭转，让石壶在沿着冰滑下的同时也会旋转。顺时针转的话，路线会往右弯，逆时针转则是向左弯。

如何获胜

虽然冰壶的运动最后必定变得不对称，物理学家却也不知道这是什么道理。石壶底部（像茶杯底部那样有一圈）和冰面的凸块显然是关键。在石壶前面扫动的动作看起来也许奇怪，不过却很重要。该动作借由增高温度，让冰软化，来减少摩擦力，让冰壶能够移动得更远。

4跳台滑雪比赛（SKI JUMPING）

从普通台（normal hill）起跳的跳台滑雪选手会在空中飞行约100米后落地，从大台（large hill）起跳则大约飞行140米左右的距离。当然还有像飞行滑雪（ski flying）这种更极端的跳台滑雪，选手的跳跃飞行距离可以超过200米，不过这没有纳入奥运的正式竞赛项目。跳台斜坡是经过精挑细选的，所以滑雪选手不会跳得离地面非常高，因此可以柔软地落地。

如何获胜

在最开始的跑道上运动员需将身体缩成蹲伏的姿势，以降低空气阻力。在空中飞行时，身体前倾，与滑雪板形成V字形，以获得最大的升力。想要获胜的话，运动员的身体必须要轻且瘦，让升力与体重的比率最大化。而且，从起初蹲伏的“蛋形”姿势平顺地转换到稳定的V形飞行姿态也是重要关键的。

5单板障碍追逐赛（snowboard cross）

四名单板越野选手越过由斜坡、急转弯和弧形弯道组成的比赛路线。他们最高速度不像滑雪板越野选手那样快，但需要更细腻的技术、跳跃与空中转体，单板滑雪选手全凭重量分配的控制能力来决胜。

如何获胜

赢得奖牌的单板选手会选择更多非必要的跳跃。这种技巧能减少阻力，因为从空中通过比起切过雪堆所减缓的速度要少得多。在狭窄的赛道上，除非领先者摔倒，否则想要超越相当困难。在2010年惠斯勒（Whistler）冬季奥运的女子单障碍追逐中，加拿大选手麦尔‧里克尔（Maëlle Ricker）在最开始起跑顺利取得领先之后，没有跌倒，率先抵达终点，最后赢得金牌。

6大回转比赛（giant slalom）

在这个高山运动竞赛项目中，滑雪选手要尽可能快速地从旗门（pole）之间通过。滑雪选手利用重力往下前进，只不过这些动能大多浪费在克服摩擦力和空气阻力上。雪板蜡和光滑的滑雪衣等各种五花八门的方式都是用来让这些影响减到最小的。

如何获胜

滑雪板是非常高科技的设计，既要让摩擦力降到最低，还要让其能够轻易转弯。侧切滑雪板（side-cut skies）让现代的利用滑雪板刃切开雪堆来转弯（carving turn）动作变得轻松写意，在滑雪板的适当位置施加压力，就能够很自然地转弯，这比此前，一直到20世纪80年代，运动员一般仍使用较旧型直刃滑雪板（straight-edged skies），采用双腿同时侧移滑雪板使滑板平行的转弯技巧（parallel turn），要快上很多。

关于

作者╱马克‧丹尼（Mark Denny），著有《Gliding For Gold: The Physics Of Winter Sports》（为金牌而滑:冬季运动物理学）一书作者。

March 2014 Focus

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