溜冰滑行旋轉力學 掌控慣性 化身冰王子

文章日期:2020年03月03日

【明報專訊】溜冰講求平衡,初學者常擔心跣倒,握緊場邊的欄杆練習時,眼睛都會盯着場中間高手,心裏渴望有一天可施展優美的滑行和旋轉。

溜冰高手一個轉身,在沒有任何外力的情况下,自轉速度可任意加快或放慢,原來是運用物理學的「慣性定律」。

慣性定律(inertia),又稱為牛頓第一定律,是力學最基本定律之一。

香港中文大學物理系高級講師湯兆昇說,慣性定律是指:如果物體正在運動,沒有受到外力影響,運動的速度與方向就不會改變。物體的旋轉也具有慣性,所以當溜冰者開始旋轉後,身體會按慣性一直轉動,直至被溜冰鞋冰刀與冰面之間的摩擦力煞停。

手臂姿勢控制轉速

其中一個影響旋轉速度的因素,是轉動慣量(moment of inertia)。當轉動慣量增加,轉動的速度會減慢。溜冰者的轉軸是由頭頂至支撐腳的一條垂直線上。當雙臂向外伸展,轉動慣量會隨着手臂和轉軸之間的距離拉遠而增加,因而拖慢轉速。相反,若把手臂屈曲貼近身體,轉動慣量會減少,轉速會提升。故此,溜冰者可透過調整手臂姿勢而控制轉動速度。

質量影響轉動慣量 愈肥愈耗力

另外,轉動慣量亦受質量(mass)影響。肥胖溜冰者身體的質量較大,轉動身體時會比瘦削人士需要用較大的力量。

■專家意見

◆楊鈞楠(The Rink溜冰教練)

◆湯兆昇(香港中文大學物理系高級講師)

文:呂瑋宗

編輯:梁小玲

■有片睇

溜冰旋轉的秘密bit.ly/2P0rSod

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