“大手大脚”的游泳健将

2014-06-13 00:03
科学大众·小诺贝尔 2014年5期
关键词:推进力普斯泳衣

说到游泳,不得不提到一个人——罕见的游泳奇才,18个奥运金牌得主——迈克尔·菲尔普斯。在2004年雅典奥运会上,他获得6枚金牌。在2008年北京奥运会上他又破记录独揽了8枚金牌。

用什么来表达大家的震惊呢?

有网友曾经这么感慨:我们承认,有血有肉的菲尔普斯不是海神,也不是水怪,只不过他来自火星。喜爱游泳运动的人类,要想保护自己的尊严,只能默默祈祷,有一天菲尔普斯玩腻了,搭最快的一艘飞船回火星!

当然,菲尔普斯不可能真的“来自星星”,但是他的身体又确实和普通人不一样。他的身体有什么奇妙之处?一起来了解一下吧。

以人类、海龟和鲣鱼为例,科学家调查了游速和自身体长(身高)的关系。

海龟每秒钟游出的距离是其体长的1.5倍;鲣鱼每秒钟游出的距离是体长的4倍。我们人类的情况如何呢?

50米和100米自由泳的世界记录保持者——被称为人类最快游泳选手的巴西选手塞萨尔·小西埃洛,每秒钟游出的距离是其身高的1.09倍。有专家推测:人类游泳的极限速度可能是自身身高的1.1- 1.15倍(每秒)。

大幅度弯曲身体

游泳比赛面临的最大问题是克服水的阻力。水的密度比空气的密度大得多,因而在水中的竞技运动,阻力的影响要比起陆上运动大得多。减小阻力,增大推力,是决定胜负的关键。

菲尔普斯蝶泳时,身体弯曲的程度比一般选手更大。这种姿态下,做海豚式打腿动作特别有力,能够产生极大的推进力。另外,蝶泳这个项目特别需要大能量的出力方式,跟其他游泳项目相比拥有大的身形更加有利。

大手大脚大个头

在游泳这项运动中,主要是靠手产生推动力。研究发现,靠手产生的推进力是靠脚产生的推动力的6~10倍。手掌越大,它能产生的推进力就越大。实际上,也有报告说手掌大的游泳选手的成绩要好一些。菲尔普斯的手掌大约56厘米长,这个手掌的大小相当于一位身高2米的NBA球员的手掌。

虽然说手的大小比较关键,但是脚的尺寸也很重要。菲尔普斯的脚,大约76厘米长(要穿47码的鞋子)。大手和大脚,就像在普通人的手、脚上装了“蹼”一样,所以菲尔普斯每划一下,前进的距离就比一般人大得多。

除了大手大脚,菲尔普斯还有一个大个头呢。不管是何种游泳项目,都有身高越高、成绩越好的倾向。菲尔普斯身高193厘米,身材修长,这也是他能夺冠的原因之一。

“鲨鱼皮泳衣”曾经影响着游泳的成绩

为了减少水的阻力,除了提高游泳技巧外,不少人也曾在游泳衣上动脑筋。高科技游泳衣曾经风靡一时,其中最著名的就是“鲨鱼皮泳衣”。

“鲨鱼皮泳衣”并非真的用鲨鱼的皮制作而成,而是人们根据其外形特征起的绰号,其实它有着更加响亮的名字:快皮。它的核心技术在于模仿鲨鱼的皮肤。

生物学家发现,鲨鱼皮肤表面粗糙的V形皱褶可以大大减少水流的摩擦力,使身体周围的水流更高效地流过,鲨鱼得以快速游动。鲨鱼皮泳衣的超伸展纤维表面便是完全仿造鲨鱼皮肤表面制成的。此外,这款泳衣还充分融合了仿生学原理:在接缝处模仿人类的肌腱,为运动员向后划水时提供动力;在布料上模仿人类的皮肤,富有弹性。实验表明,鲨鱼皮泳衣的纤维可以减少3%的水的阻力,这在0.01秒就能决定胜负的游泳比赛中有着非凡意义。

1999年10月,国际泳联正式允许运动员穿鲨鱼皮泳衣参赛。2000年悉尼奥运会上,伊恩·索普穿着鲨鱼皮泳衣一举夺得3枚金牌,使得鲨鱼皮泳衣名震泳界。此后,依靠“鲨鱼皮泳衣”,运动员们连续创造出很多新的世界记录。但该泳衣的使用,也引来了很多方面的质疑,许多专家认为这种“鲨鱼皮泳衣”的高科技应用违背了比赛不借助外力的本质,在强大的舆论压力中,国际泳联于2009年7月底作出了决定:从2010年起,禁止在比赛中使用高科技泳衣;泳衣材料必须为纺织物;泳衣不得覆盖四肢。

所以,今后要想更新记录关键还是要靠体力和技术来提高推进力。

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