本周,中国选手韩天宇在索契冬奥会短道速滑男子1500米比赛上,以2分15秒055的成绩拿了银牌。大家欢乐之余,产生一个好奇:这个比赛的世界纪录是2分09秒041,也就是说,运动员速滑的时速能达到40多公里,这比我们在市区里开汽车还快呢!
那么,人类到底能滑多快,还能不能更快?
昨天,记者请教了运动生理学专家曹士云教授和浙江大学物理系应和平教授。其中,曹士云教授曾在哈尔滨师范大学体育系任教,是姚滨(双人滑世界冠军申雪、赵宏博的教练)的老师。
速度滑冰500米
比短跑400米的纪录还快
曹士云说,其实韩天宇参加的短道速滑,不是人类在冰面上体现最快速度的项目。因为“这个项目需要讲战术,不可能全程都做到极限速度冲刺。”如果你看过短道速滑比赛就能发现,所有参赛运动员前三圈都是压住速度的。大多数选手会选择跟滑,不会冲上去领滑。因为后者消耗会非常大,比跟滑多消耗20%的体力。
这种体力消耗,曹士云打了个比方,就像你请客吃饭,今天一咬牙花一万元请了顿,不稀奇,关键是你得坚持一个月天天请万元餐,这可不是一般人能做到的。
不过曹士云说,在滑冰项目中,的确也有这样的“土豪”,那就是速度滑冰500米。
和短道速滑大家一条起跑线出发,随时“抢赛道”超越对手不同,速度滑冰更多的是人和秒表的较量。两名运动员在各自的赛道发力,互不干涉。
人要达到运动极限,其中包含了生理功能极限和运动能力极限。从生理功能极限角度,曹士云说,人跑100米,是个爆发力全程贲张的距离。“但对速度滑冰来说,起步之后有一个缓冲,所以100米时,人可能还没有完全爆发潜能。”曹士云讲,这就像你在外面玩,还没High起来,妈妈就喊你回家吃饭了。
而500米,则是人借助工具,能够保持冲刺速度的一个距离。
历史记录也证明了这一点,在100米的成绩上,速度滑冰可能比短跑要稍微慢一点点,不过差距不大。但是其他距离项目官方记录中,速度滑冰要比跑步快很多,不具备可比性。比如,速度滑冰500米已经比短跑400米的纪录都快了。
记者查了一下速度滑冰500米比赛的世界纪录,分别是:
男子500米:34秒03,2007年由加拿大选手杰里米·沃瑟斯普,在美国犹他州的盐湖城创造;
女子500米:36秒94,2012年由中国选手于静在加拿大卡尔加里创造。
按照公里/时计算,在这项500米的赛事中,男运动员的时速达到了52.9公里/时。
这个速度,略慢于兔子大概56公里/时的奔速,相当于1秒钟里,14个人影刷刷闪过你眼前。
曹士云说,速度滑冰100米因为起跑相对较慢,还不占优势。但速度滑冰500米却是超过有氧运动的极限,也就是超高强度的极量运动。
“这项运动的时候,人的呼吸、心跳、血压等指标,都已经达到人类潜能的最高水平。人处于100%用尽氧气,甚至处于缺氧的状态。相当于借记卡用完,在信用卡消费内力。”
物理推算
滑冰速度已到达极限
当然,滑冰能滑多快,还取决于很多其他外界因素,比如工具、环境。
有没有发现,创造500米速度滑冰世界纪录的地点,都是在北美。
曹士云说,北美的这些场地,通常被称作“比赛宝地”。这跟比赛场地的设施、冰面的硬度、北美赛区的特殊纬度,地球吸引力不同等都有关系。北美的场地通常设备先进,冰面比较硬,适合力量型选手发挥出最佳水平。包括选手的服装、冰刀等装备,这些因素也都在影响滑冰的速度。
那人类还能滑得更快一点吗?我们请物理学教授给大家“算了一卦”。
应和平教授告诉我们,滑冰的赛道,都是“直道+弯道”的组合。在直道上,越滑加速度越是增大。理论上讲,人的腿部肌肉力越大、冰刀插入冰面产生的摩擦力越小,在直道上的滑行速度就可以大到无限,也就是人类的极限。
但是,半路杀出个弯道道。遇到弯道必须减速,因为在弯道上,速度过快,人就会滑出赛道。所以,到弯道,运动员会减速,弯道上的速度,受到向心力的制约。
从运动学推导,向心力=运动员重量×转弯速度平方×弯道半径;从动力学推导,向心力=冰刀和冰面的摩擦系数×运动员体重在双腿冰刀上的压力。
“综合这两个联立的式子可以发现,运动员的体重轻一点、冰刀窄一点、长一点,产生更强的摩擦力,可能会一定程度上起到提速的作用。但是作用不是太大,比如体重轻的选手力量小,可能也不利于他们在硬质的冰面发力,所以总的来说,滑冰的速度已经很难再突破极限了。”
本报记者 章咪佳