第三金，谷爱凌如何驾驭风的力量完成惊天一跳？力学角度专业解析

coconel · 发表于 2022-2-11 13:05

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2月8日上午，谷爱凌在自由滑雪大跳台项目中以188.25分的成绩，夺得中国代表队的第三枚金牌，开启了我国冬奥会新的夺金项目。据了解，谷爱凌参加了自由式滑雪坡面障碍、U型池和大跳台三个项目，刚刚夺金的大跳台项目竟然只是其“弱项”。各种报道都在说大跳台项目难，那么究竟难在哪里？

先来简单了解下自由滑雪大跳台这个项目，这是本届冬奥会新增的项目，来源于滑板运动。运动员从48m高的斜坡上，经助滑区下滑至起跳台凌空一跃，最后在着陆坡缓冲着落，滑向终点区。跳台高2m，宽5m，起跳角度25°。比赛成绩的高低取决于跳得高不高、远不远，以及跳起来后的动作难度。

大跳台

根据这个评价标准，起跳的速度就是一个至关重要的因素了。速度越快，显然跳的也越高越远，滞空时间也越长，那么就有更多的时间来完成高难度动作。所以，我们就先来看看这个速度，有人说大跳台的最快速度约110km/h，其实并不完全准确，这个速度是50m高度换算过来的。实际的起跳点高度约20m，滑行过程长度约92m，滑雪板与冰雪的动摩擦系数为0.04。这样，谷爱凌在起跳点自然起跳的速度约为78.6km/h。其实，仔细计算，你会发现，谷爱凌的体重根本不会影响起跳速度。也就是说，不管运动员体重如何，自然起跳速度都是在78.6km/h附近。当然，这里没有考虑空气阻力，空气助力消耗的能量相对很少，就忽略了。

理想状态下，质量不影响速度

谷爱凌夺金的最后一跳，实现了1620的偏轴转体动作，破了女子1440的纪录。转体1620也就是有效转体4圈半，实际转体可能更多。这样一个1620的转体，难度究竟在哪？既然每个运动员自然起跳的速度都差不多，那么又如何争取更多的动作呢？

这里面大概分两步：第一步，起跳阶段靠腿部爆发力。这个爆发力可以分解为2个方向的分量。垂直跳台面的法向分量，可以额外提升起跳速度，延长滞空时间。平行跳台面的切向分量，则可以让身体开始旋转，缩短高难度动作的完成时间。所以，更强的腿部爆发力，可以争取更多的滞空时间和更快的高难度动作。这就是运动员身体素质的比拼。

谷爱凌

但是，除了身体素质之外，还有身体控制能力的比拼，这就是难度所在。谷爱凌的1620转体是偏轴转体，不是那种前空翻或者后空翻，而是人体倾斜转身，因此必须存在这个爆发力的切向分量。而这个爆发力的切向分量很难控制。滑雪板与冰雪面摩擦系数很小，如果切向分量过大，超过了摩擦力，那么直接就会打滑，从跳台处失控摔下来。而如果切向分量过小，则旋转的角加速度不够，没有时间完成四圈半的转体动作。

驾驭风的力量

第二步，滞空阶段靠风的力量。前面说过，滑行阶段主要是摩擦阻力，空气阻力被我忽略掉了。但是滞空阶段的空气阻力就不能忽视了。起跳完成之后，剩下的就是驾驭风的力量，尽量降低空气阻力，甚至借助空气滑翔更远距离（当然，这一点在这个项目中的效果不大）。这里面的难点也是身体的控制能力。根据空气阻力的表达式，通过改变自身的姿态，来降低阻力系数和迎风面积，从而降低阻力，获得更长的滞空时间。

空气阻力

所以，谷爱凌夺金的那一跳，难度在于对身体的控制，这是天赋，也是后期努力训练的结果。

yfk988 · 发表于 2022-2-14 20:42

分析的很赞，牛

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