怎样选购速滑冰刀(你都不知道它有这么多讲究)
北京冬奥会虽已落寞很久,但是仍令人津津乐道,它可以说是新冠疫情发生以来,全球第一个如期举行的全球性综合体育盛会,是目前设项和产生金牌数最多的一届冬奥会。有91个参赛团的约3000名运动员,在7个大项109个小项中展示风采,争金夺银。运动员们在雪地翱翔、冰面驰骋,用激情和拼搏唱响了一曲曲奥运之歌。
冰刀是冬奥赛场冰上运动的核心装备之一,冰球运动、花样滑冰、速度滑冰都离不开冰刀。了解滑冰的人都知道,冰刀的刀刃相对较薄,比如短道速滑冰刀的刀刃厚度大约1.4毫米,同时,短道速滑的最高速度可高达50 km/h,也就是13.89 m/s,这比百米冠军速度还高。那么,薄薄的冰刀,又有这么高的速度,会存在割伤危险吗?
答案是肯定的。在速滑竞技比赛时,冰刀坚硬锋利,人体运动速度很大,有时难免有意外的肢体接触,出现意外伤害事件。
我们根据学过的物理知识可知,一个物体的动能与物体的质量、速度紧密相关。物体的质量越大,速度越快,动能就越大。短道速滑比赛时,运动员速度很大,动能很大,且动能集中在薄薄的刀刃上,所以冰刀的冲击强度是非常大的。
那么问题来了,既然危险,为什么要把冰刀做的这么锋利呢?
简单来说,冰刀设计的较薄,首先是为了蹬冰启动以及加速时的抓地力。因为刀刃是嵌入冰里的,因此蹬冰时可以提供一个垂直于冰刀的反作用力。除此之外,最常见的解释是:增大与冰面的压强从而降低冰的熔点,使得接触点的冰熔化成水膜从而减小摩擦。
考查点一 湿摩擦和干摩擦
湿摩擦是发生在固体与液体(或气体)之间的摩擦,干摩擦是发生在固体与固体之间的摩擦,在相同压力时,前者的摩擦系数比后者要小很多。
举个例子,汽车发动机为了减小机械齿轮间的摩擦,增大润滑,会添加润滑油,这就是利用湿摩擦系数较小的特点。再举个例子,用湿拖把刚拖完地时,地面上会留有一层水膜,会导致地面湿滑,容易摔倒,这也是湿摩擦系数较小的原因。
冰的表面,比大多数的物体表面都要光滑,但是对于滑冰而言还不够,如果能在冰的表面撒一层水,其摩擦系数会进一步减小。
但现实的问题是,如果真的在低温冰面上洒水,水也会很快凝固。那怎么办呢?总不能在冰面上洒上油吧?确实无需用油,我们再来看另一个知识考查点。
考查点二 冰的熔点与压强
冰熔化成水时体积是变小的,在压强比较大的时候,冰更倾向变为体积更小的水,也就是说,在压强比较大时,冰的熔点会降低。
我们知道,摩擦力越小,越有利于滑动。因此为了减小摩擦力,提高滑动速度,冰刀刀刃做得很薄,因此能够在冰面上运动时产生很大压强,增大的压强会降低冰的熔点,就会让冰刀接触的冰迅速熔化成水,从而能使冰刀与冰面之间的摩擦力降低,就会更有利于冰刀鞋的滑动。
现在,你知道把冰刀做锋利的原因了吗?
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