摘自《奥运中的科技之光》,赵致真著。经赵致真先生授权,科学松鼠会网络发布,转载请注明。 “无论标枪、铁饼、铅球、链球,牛顿力学始终主宰着赛场上的一切。而生龙活虎的投掷运动正是了解力学知识的生动课堂。” 力量的飞翔 投掷是人类最基本的运动形式之一,标枪、铁饼、铅球、链球都是奥运会最资深的“招牌项目”。如果有人问,在所有体育竞赛里,哪种运动和投掷最相近。我们的回答是,跳跃!无论从运动形态还是力学机制上看,投掷和跳跃一样,都是斜抛物运动,都需要经历助跑、“起跳”、腾空、落地四个环节。不同之处仅仅在于,投掷中“跳跃”的是器械而不是人,而跳跃运动中,“投掷”出去的是人而不是器械。 与人体高度相若的标枪原本是冷兵器中的老大。早期奥运会上的标枪成绩从70米提高到80米用了25年,“标枪之国”的芬兰选手叶尔维宁和尼卡宁是这一时期的领尽风骚的田坛明星。1953年,美国运动员赫尔德一举突破了80米大关。他成功的关键在于改造了标枪的空气动力学性能。 一张平展光滑的纸能在空中“飘扬”,揉成一团的纸却会迅速坠落,说明了空气阻力和物体表面积及其展布程度的关系。赫尔德标枪的秘密在于把传统的实心标枪做成空心,对于同样按800克规定重量制成的标枪,表面积随之增大,由此带来了标枪在空气中“滑翔”能力的增强。