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跳远铅球追求极限距离 腾空艺术背后的力学原理

稿件来源:中央纪委国家监委网站 发布时间: 2021-08-03 10:47:20

  8月2日,在东京奥运会男子跳远决赛中,中国选手黄常洲跳出7.72米,最终获得第10名。8月1日,在女子铅球决赛中,中国选手巩立姣最后一投投出20米58,刷新个人最好成绩,夺得冠军。

  跳远、铅球都是腾空的艺术,“更远”,是这两项田径赛事的共同追求。

  在很多观众的概念中,跳远不过是助跑、起跳、腾空、落地等几个连贯的动作而已,如果问“为什么跳远运动员可以在空中跃过数米距离?”有人可能回答“惯性!”然而,跳远背后的生物力学原理远比这复杂得多。

  在跳远的4个环节中,起跳技术是最重要的一环,对远度起着决定性作用。运动员通过快速助跑,在准确、有力的起跳作用下,人体的总动量发生剧烈变化,从而获得适宜的起跳速度和角度,这是决定跳远成绩的关键因素。

  “就像抛射一枚炮弹一样,运动员这时可以被看作抛物体,他的目标就是获得最大起跳速度和最佳起跳角度。”北京体育大学中国运动与健康研究院执行院长刘卉解释,根据生物力学原理,原则上当人体以45°起跳时,跳远的远度具有最大值。

  但在实际情况中,运动员在起跳瞬间将部分水平速度转化为垂直速度,如此快速的移动下,运动员很难达到45°起跳角度。理想状态是在最大限度保持水平速度的前提下获得更高垂直速度,在二者之间取得最优比。“‘跳得远’不是向前跳,而是向斜上方跳,所以水平、垂直速度都至关重要。”刘卉介绍。

  起跳的瞬间,运动员的速度与角度已经决定了落点和远度,那么为什么腾空后的动作或姿势仍然出现了三种,即蹲踞式、挺身式和走步式?刘卉解释,其实这仍然与起跳技术相关。不同的起跳技术决定了人体在腾空时选择不同动作,以国际比赛中常见的走步式为例,它的目的是协调平衡、稳定落地。

  起跳技术是跳远中的核心技术,而起跳速度与角度很大程度上由助跑环节决定。目前国际比赛中,大多选手的助跑距离在40-50米之间,长度过长,不利于控制稳定性,长度过短,则难以发挥最佳速度。

  这其实不难理解,通常在百米短跑中,运动员在40米甚至50、60米时达到最高速度,他们要做的是把这个速度保持下去,而对跳远运动员来说,提速完成就意味着可以起跳了。

  从生物力学角度分析,铅球与跳远的原理是相似的。“跳远是利用蹬地的力量把人抛出去,铅球是依靠推力把球抛出去。”刘卉解释,铅球的远度同样由出手瞬间的速度、角度决定,除此之外,出手高度也是影响因素。与跳远不同,铅球出手点与落地点在高度上有落差,出手高度越高,球在空中停留时间越长、投掷距离越远,因此,铅球运动员以身高臂长为宜。

  在推铅球姿势方面,目前滑步推铅球和旋转推铅球两种技术占据主流。男子运动员体型更为高大,所以基本采用后者,以在有限的投掷圈内产生更大推力。在女子运动员方面,选手则多选择滑步推铅球技术,巩立姣在东京奥运会上采用的也是滑步推铅球,并以此突破自我、摘得金牌。(中央纪委国家监委网站 李文峰)

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