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2017-01-15 16:13:31 | 人氣(3,408) | 回應(2) | 上一篇 | 下一篇

滑冰的物理作用

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剛學溜冰的時候教練常常跟我講物理原理例如: 力矩、角動量守恆原理、向心力等等 。

這對高中唸文法商類組的我還真有聽沒有懂。

之後又去學了游泳發現了解水 & 冰這些介質特性是很重要的也有助於在運動時放鬆肌肉不要太緊繃影響表現。



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為大家整理溜冰物理小知識

1. 為何冰員能向前走 ?

http://www.oocities.org/hk/sttss35jsse/forward.htm


大家有試過溜冰嗎? 當你雙腳平排時你能夠向前走嗎
? 答案是不能的,因為當你一隻腳向前滑時,另一隻
腳便會自然地向後滑了,如是者,你只能不斷的原地
滑冰,又或許能向前移動少許。何解會有這種情況出
現呢? 原來是因為「萬物趨於低能」的原故,牛頓力
學第一條說明了「動者恒動,靜者恒靜」的定律,講
出了若果沒有外力施加在一物體上,它就不會改變它
的運動模式,靜止的會一直靜止,向前走的會不斷向
前走,因為稍微改變運動的形態都需要能量的付出,
而這些是一件物體所不願意付出的,因此月球不會無
端端飛向地球。因為我們的身體希望能停留在原本的
位置,以致即使我們使一隻腳向前移動,另一隻腳也
會自然向後滑,以能夠使我們的身體位置不變。

那麼我們要怎樣才能有效地向前溜冰呢? 根據牛頓力
學第二條,要改變一件物體的運動模式,我們必須使
作用在它身上的力變得不平衡,即是要它有一個餘力
(resultant force) 。當它受到一個餘力的影響,

從 F=ma,
力等於質量乘以加速度

它就會有一個加速度,即是一件物體會開始移動,所
以,若果我們要向前滑,就要向自己施加一個向前的
餘力。根據牛頓力學第三條,當一個作用力出現,就
會產生一個力度相同,但方向相反的反作用力。就像
當你走路時,你的腳用力向後撐,你的整個身體便會
向前動了,因為你的腳向後施予了「力」,根據牛頓
力學第三條,一個同樣力度但向前的「力」便產生以
致你的身體能向前移動。


為了讓我們的腳能向後施加一個力來讓我們向前移動
,而又不讓我們的腳滑向後,我們便要設法增加後面
的磨擦力,以能夠充分把力施向地上。因此,溜冰員
使後腳的刀片打斜角的向後推,你可以想想,你要推
動一塊打橫的刀片一定比推動一塊打直的刀片難,因
為推動一塊打橫的刀片的磨擦力比推動一塊打直的刀
片大。由於後方的磨擦力使溜冰員的後腳不會向後滑
,因而能有效地向後施加一個作用力,再利用產生的
反作用力向前移動。大家可多點留意溜冰員的動作,
便會發現他們要向前走時,後腳總是會斜向外邊的。


2. 為何溜冰員能轉彎?


為何溜冰員能轉彎? 還記得 「萬物趨於低能」 的道理嗎? 牛頓力學第一條說明,要是沒有餘力的影響,一件物體是不會自己改 變運動的方向的。那麼,若果一件物體想要轉彎,它就需要一個扯它向圓心的力 ,我們叫它做向心力(centripetal force)。溜冰員轉彎的原理就和車子轉彎一 樣。這是因為當溜冰員轉彎時(例如左轉),雙腳會向左傾斜,因此左腳的溜冰鞋 與地面會產生較大的磨擦力(Friction),而此磨擦力比右腳溜冰鞋與地面所產生 的大,造成右腳的餘力比左邊大,產生了一個扯溜冰員向左的向心力,所以右腳 比左腳溜得快,便造成左轉效果了。另外,在速度滑冰比賽,轉彎的時候,因為 只靠雙腳向左傾斜很難造成兩腳有大的餘力差距,所以運動員會以手按地以加強 磨擦力,同時增大了向心力的力度,造成好的轉彎效果。

3.
為何溜冰員能自轉?

由於轉動時磨擦力低,因此角動量變化不大,角質量便成
為角速度大小的最大因素。當運動員四肢張開時便可增加
角質量,反之亦然。記得嗎? 每當溜冰員進行高速自轉時
,他們總是把雙手收起放在胸前,然後他們便會以驚人的
速度自轉,當溜冰員再次張開雙手時,他們的速度便會慢
下來。因為當他們收起雙手時,他們的角質量大大下降,
使他們的角速度大幅提昇,即是他們能自轉得更快了。因
此運動員便可輕易控制轉動速度,締造千萬花式。



台長: 沛緹
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Lazybone
好佩服你學會了 我還沒學會 T T
2017-01-16 09:40:51
沛緹
我這程度連花式一級都沒到啊~~只能說可以暢溜無阻
2017-01-23 01:47:12
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