[陇文化]读者周末·文摘:奥运背后的科技角力

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大回环动作中的机械神秘体操，是美与力学结合的典范。即使只是一个简单的高低杠大回环(体操中难度较大的空中转体动作)，运动员和手中的高低杠之间也存在复杂的力和能量转换。

在大循环中，玩家开始从吧台上颠倒的位置落下。由于手和杠的摩擦力，环的速度会稍微降低，前半圈的角速度会接近275度/秒。然而，在前半圈，运动员必须积累足够的动能才能进入向上的半圈，尤其是在下一圈需要完成飞行或进入一系列空转身下栏时。因此，它们必须将能量传递到向下半圈的柔性碳纤维棒上，并吸收向上半圈的能量以增加回环速度。

女子高低杠选手为了弥补下落时弧圈球速度的损失，会采用“轻抛”的动作。在微微抬高臀部、收腿避开低杠的同时，也缩短了旋转力臂，使你的重心尽可能靠近旋转中心，增加了旋转能量。在一个圆的底部，玩家身体向下的加速度可以达到重力的4 ~ 7倍，手里的高杠最多可以拉离中心线27 cm。然后，他们放松臀部、骨盆和腹部，向前摆动双腿，并将其投掷成向上的半圆。以这种方式使用角功率，它们可以将它们的旋转角速度增加到大约304度/秒。这也是高低杠大回环动作只能从前半圈通过低杠方向完成，不能反其道而行之的原因。

跳板跳水的起跳有一个谜。跳板跳水运动员总是让空眼花缭乱，但结果往往是在离跳板头部不远的地方决定的。利用前几步积累的动量，运动员一般在距离板头0.3米的位置跳入空，下落时压板可产生约5000牛顿的机械力。反弹跳板可以将运动员以19.79公里/小时的速度抛入空，使他达到离水面5.49米的高度。这不仅能给他1.5秒的飞行时间空，还能给他完成动作所需的旋转力。

顺义奥林匹克水上公园是如何通过上游水门进行皮划艇运动的？美国三届奥运会皮划艇运动员斯科特·希普利说，这是一场“力量、平衡和注意力”的比赛。在比赛中，皮划艇运动员必须通过悬挂在水面上的18 ~ 25个门(当前速度约为每秒4.57米)，最困难的部分无疑是反向门。因为是“逆水行舟”，一个小小的失误就可能导致输掉整场比赛。

玩家通常以侧滑顺流的姿态靠近水门。当船体经过船首下方进入漩涡时，玩家将桨插入水中，使船尾向后摆动。在顺义的水场上，这个逆流漩涡的速度是2.74米/秒，由于只有参赛者的头部可以通过水闸门，所以大部分参赛者会将船滑过内侧门杆，用躯干绕过内侧门杆，这是一个小技巧。但是，如果滑行者转弯的角度稍微偏离十分之几度，向下的水流就会把船掀翻。动作正确的选手在转向时会承受1.5的重力加速度。一旦越过水闸门，选手必须后仰，使船尾下沉，船头上升，这样可以将皮划艇的转弯半径从3.55米减小到1.52米左右。为了重新进入下游，玩家将桨插入水中，产生一个扭矩，导致船冲到另一扇门。整个过程必须在3.5秒内完成。

(摘自《青年参考》，2008年8月15日)