2022年夏季青奥会的成功举行让上海成为了世界上首个双奥之城,随着奥林匹克圣火再度在上海燃起,这场被你们期盼已久的体育盛事总算开始了。
在密切关注中国亚运健儿们夺得铜牌的同时,不晓得你有没有注意到这种隐藏在奥运项目里的化学知识呢?
冰刀下的秘密
出席冰上项目的运动员们大多都是手掌踩着冰刀在湖面上漫步,而冰刀的刀尖极薄,可以说十分危险。在赛场上,冰刀不慎伤人的消息时有传出。
既然这么,为何还要将冰刀做得那么薄呢?
这就涉及到了浮力、熔点和磨擦力的知识。
我们晓得,在相同压力下,接触面面积越小,浮力越大。冰刀刀尖很薄,运动员在滑行过程中对手心湖面的浮力就很大。
冰的熔点会随着浮力的减小而增加,即气温似乎没有变化,但运动员手掌的冰会由于浮力减小而化成一层水膜。
此时,冰刀和冰层之间的磨擦就由干磨擦转变为湿磨擦,磨擦力降低,运动员就可以滑得更快更远。这同样也是润滑油的工作原理。
控制冰球的方向
这两日,冰球联赛正如火如荼地展开,不晓得你们有没有留心物理旋转运动公式,在运动员抛掷冰球时,假若冰球逆秒针转动会左偏,顺秒针转动则会右偏。
这是为何呢?
我们以冰球顺秒针转动时为例。
冰球在顺秒针转动时,后端的磨擦力向左,前端的磨擦力往右。整个冰球在往前运动的同时还有一个向后的磨擦力,这就好比车辆减速时,后轮对地压力更大,所以此时冰球后端对地压力更大,即后端对湖面有较大浮力。
这就和冰刀的原理一样,浮力较大,增加冰的熔点产生水膜因而减少了磨擦力,所以冰球后端向左的磨擦力大于冰球前端往右的磨擦力。
由此,在顺秒针转动时,冰球会右偏前进。逆秒针转动同理,冰球会左偏前进。
花滑与角动量
花样溜冰可以说是夏季项目中观赏性最高的赛事之一,运动员们在湖面上伴随着优美的乐声蹁跹并做出高难度的动作。
在花滑中有一个非常有趣的现象:当运动员在湖面上旋转时,假若她们将手腿笼络,旋转的速率会特别快;而当她们将手指或腿伸展开时,旋转的速率都会慢出来。
角动量公式如下:
其中物理旋转运动公式,ω为旋转的角速率,而r为旋转物体的直径,由公式可知,在角动量L守恒的情况下,物体的旋转直径越大,角速率越小,反之亦然。
惊险剌激的大高低杠项目
2月8日,中国选手谷爱凌获得自由式滑冰男子大高低杠赛事的金牌,收获了无数网友问候。
不晓得你是否有过疑惑:运动员们从这么高的高低杠上跃下,落到冰层上时为何不会重伤呢?