冰壺比賽有“冰上象棋”之稱,因為比賽雙方運動員都努力将重達20公斤的花崗石壺滑到目标中心,并且将對方的石壺撞出去,誰的“棋子”距離圓心更近誰就獲勝,比分多少按比對方距離圓心近的壺的數量決定。為了占據更有利的位置,雙方運動員鬥智鬥勇,煞是好看。
你知道嗎?與下象棋截然相反的是,冰壺比賽還有一個别稱叫“咆哮的遊戲”,因為投壺的運動員少不了扯開嗓子狂喊:“擦一擦呀!~~”而跟着壺跑的運動員拿着刷闆玩了命似地擦地!
冰壺比賽運動員擦地
冰壺比賽為什麼要擦冰?是為了讓冰壺滑得更遠還是運行得更快?是不是派一位大力士來投壺就不需要擦地了呢?這還真是挺有趣的問題。
冰壺比賽的賽道覆蓋了一層3厘米厚的冰,冰表面溫度大約是零下5℃,長45.72米、寬4.72米的賽道需要盡量保證水平,哪怕有0.1毫米的傾斜,冰壺滑到終點也會産生80厘米的偏差。
在冰面灑水“打點”制造凸起
但冰壺賽道的表面并不是光滑如鏡,事實上在比賽之前有一個“打點”的程序,賽道維護人員會往冰面灑水,水滴在冰面凝固後變一個個凸起的小冰疙瘩,使賽道呈現出橘子皮那樣的褶皺狀态。
冰壺賽道表面像橘皮狀
這樣的冰面會牽制冰壺的滑行嗎?并不是。
正式比賽用的冰壺基本上都采自蘇格蘭一處花崗岩礦,這種石頭不吸水并且不容易破碎,碰撞的彈性幾乎完美,能正常使用100年。當然它的價格也不便宜,一個好的冰壺大約要12000元人民币。
冰壺的底部中間是向内凹的,它與冰面的接觸面隻是一個窄窄的圓圈。
冰壺底面接觸冰的面積非常小
因為冰壺的自重達到20公斤,與冰的接觸面積越小,觸冰面的壓強就越大。又因為冰面上“打點”造成密集的小凸點,實際上冰壺與冰面的壓強值比光滑冰面大許多。
更小的接觸面積意味着更大壓強
當冰受到擠壓時,它的表面溫度會上升到接近于0℃,這使得冰壺的摩擦力更小。
然而冰壺的魅力并不在于哪一方滑得遠,而在于誰占位準确。因此運動員在比賽中更多地用到“旋進”的技術,通過讓冰壺自旋走出類似于“橡膠球”的線路。
旋進是冰壺常用的技術
打個比方:冰壺在冰面上順時針旋轉着前進時,其接觸面不同部位受到的阻力會存在差異。冰壺前進方向左側(下圖上方)相對冰面的速度更快:
旋轉會導緻速度差
于是其受到的阻力相對于右側(下圖下方)更大,這就造成了冰壺左右兩側受力不對等。
速度差導緻摩擦力差異
冰壺順時針旋進時,左側阻力到質心的力矩大于右側阻力到質心的力矩,于是在冰壺上産生一個側向的力,這個力會推着冰壺向右側滑移。反之也是一樣:逆時針旋轉的冰壺會向左側滑移。
摩擦力不同産生側向力矩差
當投壺的運動員發現冰壺運動的角度太大,他就要想辦法讓冰壺走線更“直”,但冰壺出手後運動員就不能觸碰到壺體,怎麼辦呢,這時候就需要擦冰。
擦地并不能将冰面打磨平整
現在冰壺聯合會許可的海綿擦子并不能将冰面的小疙瘩打磨平整,但強烈的摩擦力能使冰的表面升溫,這樣冰面就像是瞬間覆蓋上一層薄薄的水膜,冰壺在上面滑動的摩擦系數變得非常小。
擦地可以使冰面溫度上升
由于滑動摩擦系數變小,摩擦阻力下降,冰壺前進的速度衰減率小,它能向前運動更多距離。與此同時,冰壺旋轉産生的側向力矩差縮小,它的橫向移動的距離會變小。
這樣一來,擦地的運動員可以通過把握擦地的時機、速度和力度來控制冰壺前進時的摩擦阻力,同時又能随時調整冰壺前進的方向,最後将冰壺準确地送到想到達的位置。
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