2月10日上午，北京冬奥会花样滑冰男子单人滑冰和自由滑冰比赛在北京首都体育馆举行。

这可能是一个引人注目的游戏。

羽生结弦在过去两届冬奥会上都是该项目的冠军。在本届冬奥会上，羽生结弦挑战了花样滑冰最难的4A动作。

不幸的是，前两个动作落在了冰上。最终获得188.06分，总分283.21分。

这种被认为是挑战人类极限的行为是什么？现在让我们来普及科学。

探索“冰上芭蕾舞”的物理奥秘

为什么花样滑冰运动员能在冰上完成跳跃和旋转等困难动作？

花样滑冰既美观又充满活力。它有“冰上芭蕾舞”的美誉。运动员必须在冰上完成跳跃和旋转等一系列动作。

在旋转过程中，他们经常控制手臂的位置和姿势，因为旋转时角动量守恒。如果他们张开双臂，转动惯量将增加，转速将降低。相反，转速会增加。

旋转运动的原理似乎并不复杂，但跳跃运动具有挑战性。

运动员在起跳时需要注意力量的方向。在冰上踩踏板时，施加一个向下倾斜的力，使其离开冰，进行倾斜投掷。

这个力还提供了斜抛的初始速度和形成运动员旋转角动量的力矩。

然而，如果运动员进入滞胀阶段（身体起飞并处于半空中），外力扭矩为零（重心），角动量不能改变。此时，他们经常改变姿势以减少惯性矩并增加旋转角速度，例如展平手臂并将双手举到头顶。

羽生结弦的挑战有多困难？

4a的专业说法是“奥克塞尔跳来跳去”。众所周知，花样滑冰领域最困难的动作是由挪威选手阿克塞尔·保尔森于1882年首次完成的。

4A似乎比3a多跳了一周，但实际上需要四周半。本周半，4A的最高点增加17厘米，冰点也需要增加米多的距离。为了准备这些必要的条件，运动员必须在起飞前提高10%的速度。

此外，跳跃是向前跳跃。在转弯之前，运动员的重心不可避免地位于滑板的外侧。如果你不注意，溜冰鞋很可能会侧滑，这是非常危险的。

羽生结弦在北京冬奥会选拔赛赛前公开训练比赛中首次成功完成4A，但也很难轻松控制。

在备战北京冬奥会的训练中，他多次尝试4A，但都失败了。在自由滑中，羽生结弦在第一跳中犯了一个错误，摔倒在地。

“雪上杂技”物理竞赛

谷爱凌参加了自由式滑雪。目前，他已获得女子自由式滑雪平台冠军。

与其他滑雪项目不同，自由式滑雪运动员可以选择尝试更多类型的动作。典型而困难的动作包括空翻和旋转。

当运动员沿着雪地出发时，他们有恒定的角动量。然而，在起飞时，身体卷曲后，它会减少惯性矩，获得更大的旋转速度，从而确保更多的转身，完成更困难的动作。

着陆时，为了确保平稳着陆，你需要伸展手臂，增加惯性矩，降低翻转速度。

因此，滑雪者手臂的位置和姿势在翻转过程中非常重要。运动员的身体与迎面而来的气流相互作用，适当的姿势可以显著降低比赛阶段的空气阻力。

此外，设备也会影响空气阻力。外套和头盔等附加装置产生的阻力约占总阻力的8%。导管架的面积比头盔大得多，因此减阻设计更为重要。

根据运动员的速度，选择合适的面料也很重要，因为针织物和机织物的表面形态不同，其空气动力学性能特征也不同。

“冰棋”体能的运用

冰壶运动是一项独特的冰雪运动，以“排兵排阵”为策略，被称为“冰棋”。

首先，冰壶的轨迹本身并不是平坦的。它是一个U形滑坡，中部有凹陷，两侧有轻微隆起。冰壶的轨迹被多次喷洒水滴，使其表面像鹅卵石一样凹凸不平。

从冰壶离开水罐的那一刻起，冰壶和冰之间的微小摩擦就是改变其轨迹的唯一影响。

刷冰可以清除道路上的少量污垢和碎屑，擦洗冰面上形成的霜，最重要的是，融化少量冰。冰在压力和摩擦的作用下融化成水。这层薄薄的水就像润滑油，使得冰面上的摩擦力非常小。刷冰不仅可以使卷发器进一步滑动，还可以调整其前进轨迹。

其次，投手会轻轻地移动卷发器的手柄，使其围绕自己旋转。如果它逆时针旋转，它将在前进过程中略微向左弯曲，如果它顺时针旋转，它将向右偏转。

摩擦力与运动方向相反，因此旋转卷发器不仅会受到向后摩擦力的影响，还会受到与旋转方向相反的摩擦力的影响。

例如，如果卷发器顺时针旋转，它的上半部分会受到向左的摩擦，下半部分会受到向右的摩擦。

冬奥会仍在如火如荼地进行。祝冬奥会运动员取得巨大成就！

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