钱江晚报·小时新闻采访人员 郑琳
这几天, 同学们是不是都在观看北京冬奥会的比赛?
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2月4日开始的北京冬奥会设7个大项, 15个分项, 109个小项, 目前中国代表队已经取得了不俗的成绩, 位列奖牌榜前列 。 大家有没有被武大靖、谷爱凌、金博洋等中国运动员的精彩表现征服?可爱的冰墩墩是不是也把你萌到了呢?
对我们南方的同学们来说, 冬奥会的比赛项目, 平时接触的机会不多, 看比赛的过程中, 脑海里一定产生了很多个为什么 。 本期, 就让我们随杭州市建兰中学的科学老师曹健一起, 了解冬奥会上的那些趣味知识吧!
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冰刀鞋有三种刀, 每种设计都不同
同学们看比赛的时候一定发现, 冬奥会许多项目中运动员穿的鞋子很特殊, 像刀一样锋利, 这就是冰刀鞋 。
冰刀为什么要做得那么锋利呢?因为冰刀可以嵌入冰层内, 这样蹬冰时, 可以提供一个垂直于冰刃方向, 向前的摩擦力 。 这就是为什么大家会看到速滑比赛的时候, 运动员拼命往两边蹬腿 。
另外, 因为冰刀与冰面的接触, 导致冰面上形成一个水膜, 可以减小滑行方向的摩擦力, 这样就能滑得飞起 。 男子运动员在冰面上滑行的最高速度能达到14.7米/秒, 这是人类靠双腿在地面上能达到的最大速度 。 对比一下, 博尔特跑百米时的最高速度大约是10.4米/秒 。
虽然都要穿冰刀鞋, 但不同比赛的冰刀是不一样的, 分别对应速滑、花样滑冰和冰球比赛 。
花滑和冰球鞋的开刃方式都是两边尖, 中间有个凹进去的弧度, 而速滑冰刀是平的, 没有中间的弧度 。 这是因为, 弧度越大, 滑行速度越快, 但抓地能力越小 。 对于速滑运动员而言, 滑行速度是第一位的, 所以冰刀干脆没有弧度 。 而花滑和冰球运动员需要在冰面上做各种复杂的动作, 因此需要冰刀拥有更好的控制力 。 花滑的冰刀头部还有一个锯齿, 这是为了方便运动员做点冰起跳的动作 。
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冬奥会上的雪为啥大部分是人造雪
冬奥会比赛在北方举行, 大家可能以为比赛场上的雪都是天然的 。 其实, 大部分是人造雪 。
造雪机的工作原理, 基本是模仿天然雪的形成过程, 首先由压缩机产生高压空气, 送到核子发生器的喷嘴处, 然后风扇负责把雾化的水雾吹到空气中抛散, 核子器在空气和水形成一定的比例以后生成雪核, 雪核在空中遇冷形成雪花 。
人造雪和天然雪的区别在哪里?人造雪晶普便比天然雪小, 呈小冰粒或小冰渣, 容易压实, 摩擦力小, 经过压雪机碾压后, 会比较硬, 随着气温的变化也更容易结冰, 存放时间更长 。
天然雪通常为六角形, 直接是由水汽凝华而成, 当温度降到一定程度时, 就会结晶, 然后逐步形成雪花, 所以天然雪的含水量会比较大, 比较柔软, 不宜长时间保存 。
那么为什么比赛时候用的雪是人造雪呢?
天然雪在降落的过程中会吸附很多有害物质, 这种雪对人体很不安全 。 而人造雪的造雪原理采用的是物理方法, 只要有水有电, 并且在温度满足的条件下就能造出雪来 。 人工造雪的过程中没有加任何化学物质, 要比天然雪安全多, 对人体有害的物质基本上没有 。
此外, 冬奥会赛道需要的是坚硬的冰状雪, 天然雪比较蓬松, 没法压实, 达不到比赛标准, 因此, 人造雪更适合比赛 。
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