高低杠
北京時間8月8日消息,據美國《大眾機械》雜志報道,是什么讓邁克爾·菲爾普斯(Michael Phelps)成為世界頂級游泳高手?娜斯蒂亞·柳金(Nastia Liukin)又為何能夠在高低杠比賽中上演令人難于置信的下法?除了刻苦訓練這一必不可少的因素外,還有一個至關重要的因素幫助他們問鼎世界之巔,那就是科學。事實上,奧運會發展到今天,哪一個項目要想取得好成績,都離不開科學。
游泳:天賦、訓練和技術 一個都不能少
菲爾普斯絕對是游泳界的“超人”,僅在2004年雅典奧運會便一人獨得6塊金牌。對于他超凡的運動能力,有太多的記者施以重墨。菲爾普斯是一個運動天才,他的身體就像魚兒一樣,手和腳則讓人聯想到獨木舟的劃槳。他的成功告訴人們,如果沒有天賦作基礎,在奧運賽場上奪冠幾乎是不可能的事情。對于菲爾普斯來說,如想在北京打破馬克·施皮茨(Mark Spitz)創造的在一屆奧運會上獨得7枚金牌的紀錄,僅具備完美的自然條件還是遠遠不夠的,只有將天賦、訓練和技術三者有機結合也有可能在賽場上創造歷史。
身體條件:菲爾普斯的身體條件可謂完美無缺,就像是一臺為奪金而生的游泳機器。他的臂展長達6英尺7英寸(約合2米),比身高高出3英寸(約合7.62厘米)。他的軀干較長,腿則相對較短,內腿長為32英寸(約合81.28厘米),所有這些天生優勢讓他在水中所向披靡。
生物化學:在蝶泳等項目中,劃水會導致乳酸在肌肉中堆積,進而影響選手發揮。菲爾普斯肌肉中的具體乳酸水平仍舊是一個謎,但據測試結果顯示,他體內天然產生的乳酸數量要遠遠低于絕大多數游泳選手。
柔韌性:一些運動項目需要力量,比如鉛球,其它一些項目需要柔韌性,比如體操,而游泳卻是二者缺一不可。菲爾普斯的肘部、膝蓋和踝部柔韌性極高,這就使得他在劃水時產生較其他選手來說更小的阻力。
流體力學:在200米自由泳比賽中,選手以每小時3.8英里(約合每小時6.1公里)的速度前進時,會消耗290千焦能量用以克服阻力。為了減少能量消耗,菲爾普斯采用一種更為高效的游泳姿勢——低頭提臀。
技術:菲爾普斯是海豚式打腿高手,通過觸壁轉身后拍打雙腿,他能夠獲得比劃水更快的速度,這一優勢可幫助他領先其他選手半個身位。
訓練:菲爾普斯每天堅持訓練,泳池中訓練時間為4個小時,地上訓練時間為1個小時。由于游泳運動員每小時大約要消耗1000卡熱量,菲爾普斯通常只吃高碳水化合物食物,以避免糖原消耗。
馬拉松選手VS短跑選手:各取所需
耐力:能否在長跑比賽中取勝關鍵取決于有氧代謝能力。賴安·霍爾(Ryan Hall)的每分鐘每公斤體重最大吸氧量(以下簡稱VO2 max)為84.7毫升。頂級馬拉松選手的肌肉主要由慢肌纖維組成,慢肌纖維能夠讓氧的利用實現最大化,進而提高肌肉耐力。
爆發速度:在有氧代謝成為一個因素前,100米短跑就已經結束了,也就是說,對于泰森·蓋伊(Tyson Gay)這樣的短跑選手而言,最大吸氧量遠沒有快肌纖維來得重要,他需要的是速度而不是耐力。短跑選手肌肉中的快肌纖維所占比重最大時可達到80%,它們的收縮速度最大可達到慢肌纖維的10倍。
大回環:就得按部就班
在外行人看來,美國隊柳金的大回環沒什么難的,無非是在杠上轉幾個圈。實際上,完成這一動作是一個非常復雜的過程,柳金和握杠之間存在力與能的相互轉換。完成大回環動作既需要力量,也需要技巧,選手必須保持較好姿態——手臂要直同時繃住腳尖——為完成空翻兩周這一下杠動作積累足夠動能。依靠傲人的力量和不可思議的時機掌握能力,柳金用一種優雅的方式挑戰了地心引力。
1. 選手在杠上呈手倒立姿勢時,開始做大回環,她的雙腿挺直,腳尖繃緊向上。
2. 身體開始下落,手與杠之間產生的摩擦力減緩了旋轉速度,每秒的旋轉角度大約為275度。為了抵消摩擦力對速度的影響,選手雙腿下落,腰部微曲,就此避開低杠。
3. 在馬上呈垂直姿勢前,選手將背部拱起以提高轉動能。旋轉到底部時的下壓力可達到4到7個重力加速度,握杠最多可偏離中央位置4.5英寸(約合11.43厘米)。
4. 通過彎曲臀部、骨盆、腹部及向前擺腿,選手讓身體重心靠近旋轉中心。這一過程利用角動能提高角速度,每秒的旋轉角度可達到304度。
5. 此時距離下杠只有67微秒,選手身體在低于水平線10度以上和20度之間,空中停留時間不超過1.5秒。
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