跳水運動員為啥總做這個姿勢?李永樂老師帶你看懂跳水比賽

在剛剛結束的奧運跳水女子10米臺比賽中,中國代表團年齡最小的運動員——14歲的湛江少女全紅嬋以466.20分奪得金牌!466.20的成績也成為女子10米跳臺比賽的歷史最高分。

比賽才剛開始沒多久,全紅嬋已經(jīng)引起了全網(wǎng)驚呼:她的水花呢??
跳水是我國的傳統(tǒng)強項之一,中國跳水隊被稱為“夢之隊”。運動員從跳臺上一躍而下或者從跳板上高高躍起,在空中完成一系列動作后落入水中,是一項非常具有觀賞性的比賽項目。

其實,跳水比賽有很多門道,比如:解說員經(jīng)常說:這個動作是107C,那個動作是305B,難度系數(shù)多少多少,這串代碼和難度系數(shù)到底是什么意思?運動員從十米高臺跳下,入水時候的水花為什么這么???在跳水過程中,運動員經(jīng)常做出這個奇怪的動作,又是因為什么呢?看完這篇文章,你就都明白了。

一、跳水代碼
我們首先來介紹一下跳水代碼的含義,跳水代碼由3到4位的數(shù)字加上一位字母構成。
首位數(shù)字表示組別。跳水動作分為六個組別,分別是:面向水池向前跳、面向跳臺向后跳、面向水池反身跳、面向跳臺向內跳、跳水時轉體、和臂立跳水。分別用數(shù)字1到6表示。其中第二組反身跳和第三組向內跳,非專業(yè)人士很容易磕腦袋。

在跳水過程中,又有不同的動作姿勢,比如直體、屈體、抱膝、翻騰兼轉體,分別用字母A、B、C、D表示。

運動員可以使用這些姿勢在空中前后翻騰或者側面轉體,翻騰或者轉體的圈數(shù)又要用一個數(shù)字表示。1表示轉半圈,2表示轉一圈,3表示轉一圈半,以此類推。組別-動作-翻騰和旋轉的周數(shù),就構成了一串代碼。比如:
107B: 向前翻騰三周半屈體
1表示第一組:向前跳。
0表示無飛身動作(現(xiàn)代跳水運動很少有飛身動作)
7表示翻騰周數(shù):翻騰三周半;
B表示姿勢:屈體

5255B:向后翻騰兩周半轉體兩周半屈體
5表示第五組:有轉體動作
2表示第二組:向后跳
5表示翻騰周數(shù):翻騰兩周半
5表示轉體周數(shù):轉體兩周半
B表示姿勢:屈體

跳水看得多了,就能明白代碼的含義了。每一個動作有不同的難度系數(shù),裁判員評判的是完成度分,最后用完成度分乘以難度系數(shù),才是運動員最終的得分。
二、壓水花
普通人看跳水比賽,別的看不太懂,主要要看壓水花。你知道運動員是怎么壓水花的嗎?

無論空中動作如何,入水時,運動員身體必須展開成直體入水。如果你仔細觀察就會發(fā)現(xiàn):運動員在完成抱膝翻騰的動作時,轉動速度非常快,而當身體伸展開時,轉動的速度就比較慢了,讓運動員從容入水,水花就比較小。
為什么運動員在空中可以改變轉速呢?原來,這是物理學中的角動量守恒定律在起作用。
花樣滑冰運動員和芭蕾舞演員,在旋轉時總是先伸開雙臂,然后突然把雙臂收到胸前或者頭頂,旋轉速度就會加快,這就是角動量守恒造成的——物體的質量分布遠離轉軸時,轉動速度慢;靠近轉軸時,轉動速度快。把手收到胸前,質量分布更靠近轉軸,人的轉動速度就自然加快了。

同樣道理,運動員在空中,角動量是守恒的,轉軸大約在腰部。在團起身體時,每一部分質量到轉軸的距離比較小,因此轉的快;而當身體打開時,每一部分質量到轉軸的距離變大,轉動速度就會變慢。運動員常常需要在有限的時間內軀體或者抱膝,快速地完成多周旋轉,然后再及時將身體打開,減小轉動速度,為入水做準備。

根據(jù)科學家估計,直體和抱膝時,轉動速度可以相差5倍之多。所以你可能看到過109C(向前翻騰四周半抱膝),而很少看到109B(向前翻騰四周半屈體),雖然我國許多運動員也能完成這個動作。這是因為屈體時轉動速度慢,難度更大,不容易完成。

但是,你從來不會看到109A(向前翻騰四周半直體),因為直體翻騰四周半,相當于抱膝翻騰22.5圈,除了超人應該沒人能做到。
入水時,運動員的雙手是什么樣子的?是雙手合十嗎?不是的。仔細觀察慢動作你就會發(fā)現(xiàn):運動員總是用一只手抓住另一只手,用手掌面迎擊水面。

因為,水是不可壓縮的流體,如果雙手合十形成楔子的形狀入水,水就會順著斜面濺起水花。而用手掌迎擊水面,水花更可能在水中向兩側排擠,能有效的減少水花。

三、轉體動作
在看跳水比賽時,我們還經(jīng)常會看到:運動員只要做轉體動作,就一定會將胳膊一上一下的放置,好像孫悟空一般,這又是為什么?

最初,這個問題難倒了不少物理學家,他們覺得翻騰加轉體的動作是違反物理學規(guī)律——角動量守恒的。因為最初運動員騰空時,只有通過重力和跳臺作用力所獲得的翻騰角動量,在空中角動量是守恒的,又怎么會憑空造出轉體動作呢?其實,這個問題解釋起來也沒有那么復雜。
大家看,運動員最初騰空時,由于重力和踏板的作用,身體有了一個沿著x軸方向翻騰的角動量,允許運動員前后翻騰,這一點是容易理解的。離開跳臺后,這個角動量保持不變,運動員通過直體、屈體和抱膝動作,可以改變自身轉動的快慢。而在y和z方向,運動員都沒有角動量,所以不可能實現(xiàn)繞著y軸和z軸的轉動。

不過,當運動員把左臂舉過頭頂,右臂縮到腰間時,情況就有了變化:兩個胳膊形成了一種繞著z軸的逆時針轉動。由于z方向角動量一直是0,身體的其余部位必須相應的順時針轉動,有點類似牛頓第三定律:身體讓胳膊逆時針轉動,胳膊就讓身體順時針轉動。這樣,軀干方向就與原來的y軸有了一個傾角。某些情況下,傾角大約為10度。

盡管發(fā)生了變化,但是運動員的總角動量是保持不變的,總是沿著圖中的紅色箭頭的x方向。由于人體姿勢的變化,運動員出現(xiàn)了兩個新的旋轉軸:
一個軸x': 仍然垂直運動員的軀干,讓運動員繼續(xù)翻騰(雖然此時,運動員翻騰的軸并不是水平的);
一個軸y': 沿著運動員的軀干,讓運動員發(fā)生轉體。(注意這個轉體的軸沿著軀干方向,但不是豎直的)
這樣,原來沿著x方向的角動量,就按照平行四邊形法則分解得到了x’和y’兩個新的方向上,一個轉動就變成了兩個轉動。而且,由于沿著軀干方向旋轉時質量分布更加靠近轉軸,沿著y’方向轉體的速度會比沿著x’方向翻騰快很多。典型的情況下,運動員直體翻騰一周,可以轉體三周半。
當轉體結束,運動員需要入水時,只要把兩手拿回到對稱的位置,軀干自然就會恢復到最初的角度,此時y’方向的角動量又會消失不見,只剩下x方向翻騰的角動量,能讓運動員不偏不倚的進入水池中了。

現(xiàn)在,你明白跳水運動員為啥要做這個動作了嗎?

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