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2010年广州亚运会之体育与物理科技专题
百年奥运史,也是百年来科技应用于奥运展示成就的历史。奥运因科技的推动不断超越极限,创造新纪录;科技也因奥运的需要不断深入研究,屡获新成果。
l 科技让奥运更高更快更强
——新材料如猛虎添翼
跳跃高度不超过
跑道:塑胶跑道清洁美观,易于维护,不受气候影响,而而导致步幅加大。塑胶跑道还不容易“打滑”,所以就能使运动员顺利加快步频。测试表明,与传统跑道相比,百米跑一般运动员可提高成绩0.2~0.4秒,优秀运动员则更高一些。
泳衣:泳衣的质料和制作对成绩的影响极为显著。流体力学的研究表明,阻力若减少1%,速度可提高0.3%。以百米游泳为例,若两名运动员水平相当,穿新式低阻力泳衣的运动员速度可提高0.5秒。随着新材料的研制,许多特种纤维用于制作泳衣,如聚酰胺纤维、低密度聚乙纤维、轻级的涤胺织物等。泳衣的设计主要解决三种阻力:漩涡阻力、传波阻力和表面摩擦阻力。表面摩擦阻力是水流与泳衣表面形成的阻力,减小阻力的办法就是使用“比皮肤还光滑”的衣料来做泳衣。
材料与弹性材料的最佳配合,以保证既能消除冲击力又能保证运动员能够获得足够的反弹力。1980年,加盟耐克公司的鲁迪(F. Rudy)开发出一种聚氨酯囊,可以让气体在不同气室间互相转移,以缓和运动时的冲击力。此技术被称为“扩散式充气”。耐克公司最终研制成富有弹性、不外漏的气垫,并采用一种大分子结构的气体来充填。
l 科技让奥运更精准
——“明察秋毫”的计时器
2009年世界田径锦标赛中,在举世瞩目的男子
奥运许多比赛项目都需要计时,今天,许多以分秒计算的纪录都在小数点后精确到两位。从1秒到1/10秒,再到1/100 秒,甚至1/1000秒,体现着科技的进步。终点线处安装激光传感器,运动员达到终点瞬间停止计时,可精确到0.001s。
斤,女子27公斤时便会被触发,并显示出运动员起跑反应的时间。96年亚特兰大奥运会上,克里斯蒂第二次抢跑时仅仅快了0.015秒,凭肉眼是无法识别的,但是却没有逃过监视仪器的“电子眼”。中国运动员刘翔在2004雅典奥运会上以12秒91的成绩平
水中,能够灵敏感受运动员手指轻微的触摸却对波浪的拍击不作反应,计时精度达到千分之一秒。1988年,加勒比海小国苏里南全国放假一天,庆祝他的运动员内斯蒂在汉城奥运会上获得男子
游泳池的出发台和田径赛的起跑器一样装有压力传感器,防止运动员提前入水犯规。1991年澳大利亚世界游泳锦标赛上,计时系统无情显示美国女子接力运动员抢先百分之一秒跳入水中,使得正在拥抱欢呼夺得冠军的姑娘们转而失声痛哭。这样的悲喜剧在人工计时的年代是不可想象的。
l 科技让奥运更公平
——“铁面无私”的传感器
科技不发达,仅凭一双肉眼如何能“明察秋毫”?1934年布达佩斯举行的欧洲锦标赛上,重剑比赛首次使用电动计分。1955年 罗马世界击剑锦标赛,花剑比赛的电子裁判系统正式登场。而佩剑的电动计分直到1985年法国世界杯赛才姗姗来迟。
运动员的剑内有三根电线,相当于火线、零线和地线,通过手线、身后电缆、拖线盘,和裁判器之间连接成一个电流回路。花剑的“电动剑头”是一个圆柱形的弹簧“按钮”,启动压力为 灯亮起。对于击中有
912年斯德哥尔摩奥运会,
一只薄薄的方形“板鼓”,下端框架设置了3个灵敏的麦克风。当子弹穿过靶面击中橡胶“鼓皮”时,由于弹着点到3个麦克风的距离不 同,计算机便能通过接收声波的时间差确定射击的环数,并能通过和发射区的联动来识别其它选手发射的“乌龙枪”。