跳臺滑雪是以滑雪板為工具,選手憑藉自身體重,從專設的跳臺高速飛出的一項雪上運動。因其驚險的飛行距離,也被稱為 " 勇敢者的運動 "。它在 1924 年的首屆夏慕尼冬奧會上被列為比賽專案。
跳臺滑雪通常分為四個階段:助滑、起跳、空中飛行和著陸。比賽中,選手兩腳各綁一塊專用的雪板,不用雪杖,不借助任何外力,以自身體重從起滑臺起滑,經助滑道獲得約 110 公里 / 小時的高速度,於臺端飛後,身體前傾和滑雪板成銳角,兩臂緊貼體側,沿自然拋物線在空中滑翔,在著陸坡著陸後繼續自然滑行到停止區,然後,根椐從臺端到著陸坡的飛行距離和動作姿式評分。
自由式滑雪是以滑雪板和滑雪杖為工具,在專門的滑雪場上,透過完成一系列的規定和自選動作而進行的一種雪上競技專案。它起源於 20 世紀 60 年代的美國,是在高山滑雪的基礎上孕育發展而成,在 1992 年的阿爾貝維爾冬奧會上,自由式滑雪(男、女單人雪上技巧)首次進入冬奧比賽名單。
自由式滑雪是選手們在斜坡上自由滑降,透過表演空中技巧,來比拼藝術性的比賽,也被稱為雪原的雜技。與比拼速度的高山滑雪不同,其最大特徵是能欣賞到選手們的華麗空中技巧,如後空翻、轉體等。北京冬奧會上,自由式滑雪專案包括空中技巧、雪上技巧、U 型場地技巧、坡面障礙技巧、障礙追逐和大跳臺等小項。其中,備受關注的中國 " 天才少女 " 谷愛凌將參加 U 型場地技巧、坡面障礙技巧和大跳臺的比賽,目前她已經在2月8日的自由式滑雪大跳臺專案中為中國隊奪金,創造歷史。
這兩個專案的一大相似之處就是都會經歷坡度起步、滑行、升空,再到著陸。落地階段是跳臺滑雪運動難度係數最高,也是最危險的部分,但運動員們往往都能“化險為夷”。觀眾不禁生出疑問,平常人從十幾米高的三層樓墜地,都會有生命危險,為什麼沒有任何安全措施的運動員不會受傷呢?
這就涉及到物理知識中的拋物線原理和力學知識了。我們通常意義上的“扔出去”,指的是將物體丟擲以後,物體沿拋物線軌跡運動,或者以垂直的方式落地,無論是哪種運動軌跡,落地以後速度會瞬間為零,這種劇烈減速的力量分佈不均,會對物體造成巨大傷害。
但對於跳臺滑雪和自由式滑雪而言,一來跳臺滑雪起跳臺和落地坡是經過計算的,這樣運動員起跳和著陸時的軌道,是和他們拋物線的軌跡吻合的,也就不容易以垂直方式落地;二來著陸面是斜面,斜面的坡道分解了水平方向的力,向下墜落的力和落地坡的力形成夾角,把原本應該向下的衝擊力轉換為斜面上的加速力,運動員得以安全著陸,並繼續滑行一段,利用地面摩擦力停止,最終完成比賽。
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從上圖我們可以看到運動員從高坡上滑降再到落地的線路基本符合拋物線的運動軌跡。而我們一起類比的墜樓這樣的高空垂直落地,不是拋物線,堅硬的地面會立刻使下降速度降為零,這種劇烈減速的力量在身體上分佈不均勻,會對人體造成極大的傷害。但是降落在坡道上,雖然不太平緩,但對於滑雪者來說,速度的變化要慢得多。
在裝備上,為了降低摔倒造成的損傷程度,滑雪服的材質一般是合成纖維,內襯也裝有泡沫狀物以緩衝著地衝擊力。滑雪板最寬為11.5釐米,長度一般是身高的1.46倍,為落地時的穩定性提供了很好的保證。
現代運動愈發體現出科學、科技與藝術、人體的結合,深入瞭解之後,更會發現一項運動中所蘊含的知識奧秘。