熱血科學家的閒話加長(The Excited Scientists' Hot Tea)

【科學不設限】EP.006 終點前的0.01秒,他做了個「物理老師想不到」的動作!


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【科學不設限】EP.006 終點前的0.01秒,他做了個「物理老師想不到」的動作!



2023年亞運男子滑輪競速3000公尺接力決賽接近尾聲,台灣隊已經陷入絕境。


最後一棒的台灣隊黃玉霖選手,眼看著終點就在眼前,但是跟領先的南韓選手還有數十公分的距離,在這最後階段,雙方都不再加速,靠著最後的速度滑向終點。


但是兩人速度相當,這樣下去必輸無疑。


南韓選手眼看勝利在望,忍不住站直身體,高舉雙手衝線,此時黃玉霖左腿往前伸出,右腿往後伸展,身體往下沈落滑行,最後雖然身體還落後對手,左腳腳尖卻搶先抵達了終點線!


差距只有0.01秒!台灣隊奪得金牌!


最後半圈兩人速度幾乎一樣,輪鞋與跑道地面的摩擦力幾乎可以忽略,想要在落後的狀況下逆轉勝,恐怕是「物理上的不可能」!


如果你會這麼想,應該是太習慣於物理課本中「把真實物體當作一個質點」的簡化方式,忽略了人體是「高度可動的多粒子系統」。


更重要的,是競速運動的判定標準並不是「質心(大約在肚臍的位置)先抵達終點」,而是「身體任一部位先抵達終點」者勝。


前述「選手的速度v」其實是「質心速度」,但身體每個部位的速度與加速度都可以不一樣。


如果我們把身體粗分為三個部分:身體(B)、左腳(L)、右腳(R)。


在不違反動量守恆的前提下,左腳在這個瞬間變快了!


在最後衝刺要讓質心顯著加速,是不可能的事。


但若利用「劈腿」大幅改變身體姿態,則可以讓局部(左腳)加速來衝線。


此外,劈腿還有另外一個效果:如果把空氣阻力也考慮進來,它截面積成正比,韓國選手的姿態讓受風截面積幾乎達到最大,而台灣選手劈腿下去讓受風截面積大幅減少,阻力就變小了,在這0.01秒的爭奪戰中,也發揮了部分效果。


黃玉霖選手這驚天一劈,帶來「局部加速」與「降低風阻」兩個物理效果,終於讓台灣隊逆轉奪金!


#黃玉霖 #金牌 #物理上的不可能 #質心速度 #動量守恆 #局部加速 #降低風阻

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熱血科學家的閒話加長(The Excited Scientists' Hot Tea)By 傻呼嚕同盟

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