想让你的龙舟跑得更快?可以尝试这么做!

作者:朱磊来源:蝌蚪五线谱发布时间:2017-05-26

整齐划一的划桨不会让你的龙舟速度更快。

  对于吃货们来说,端午节无疑意味着蜜枣粽、黄米粽、豆沙棕、咸肉粽……但在爱运动的小伙伴们眼中,赛龙舟才是最爱。“鼓声三下红旗开,两龙跃出浮水来”的壮观场面,桨手们奋力竞渡、勇往直前的进取精神,让每位观众都感到血脉偾张。不过,你知道怎样才能让龙舟跑得更快吗?

想让你的龙舟跑得更快?可以尝试这么做!

龙舟竞渡(图片来源见水印)

  技术上改进改进再改进

  我们知道,龙舟前进的唯一推进力就是用桨划水,水对桨的反作用力推动了龙舟的前进。龙舟的速度v和推进力F之间存在Ft=mv的关系(动量定理,其中t是推进力作用的时间,m是龙舟和人的总质量),为了提高船速,除了给龙舟自身减重,似乎还可以通过让桨手们减肥来降低总质量……开个玩笑,毕竟“想让桨手划得好,还要桨手更苗条”的做法不太现实。实际上,要想让龙舟尽快到达目的地,最直观的做法就是增大推进力。为此,可以增大桨叶以增加桨和水之间的接触面积,并增加划桨时的吃水深度。

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多种多样的龙舟桨(网络图)

  然而,事实却绝非仅仅增大推进力这么简单。细心的小伙伴一定注意到,尽管火车和飞机都实现了大幅提速,但却很少听说船舶提速的事儿。原来,物体周围物质的密度越大,物体的运动阻力也就越大,火车和飞机都是在空气中运行,而船却是在密度为空气800倍的水中运行,速度低就不足为奇了。科学家们将船体所受的阻力分为摩擦阻力、兴波阻力和漩涡阻力等[注1],对于龙舟而言,最大的阻力是摩擦阻力(占80%以上),船体浸没在水里的面积越大、速度越快,摩擦阻力就越大。为了降低阻力,科学家们索性让船离开水,脑洞大开地研制出了气垫船和地效飞行器等“怪物”。而龙舟自然是不能离开水的,但我们可以将龙舟的船体设计成光滑的流线型,并选用摩擦系数小的表面材料。

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地效飞行器索性离开了水,以减少阻力(网络图)

  或许,该换个划桨方式了!

  或许你会觉得以上建议太偏重技术,也过于稀松平常,难道就没有更实用的划桨技巧吗?别急,当然有。在龙舟比赛中,桨手们的动作总是整齐划一(称为同步法),但这种司空见惯的划桨方法真的最合理吗?要知道,当桨手们集体向前回桨时,龙舟就会因失去动力而减速,这种速度波动会造成能量的消耗。研究表明,桨手们所消耗的能量中,约95%用于克服上文提及的常规阻力以推动船前进,还有5%则消耗在速度波动上。千万别小看这5%的能量,科学家们通过理论估算发现如果每个桨手各自错开划桨(称为异步法),使船始终保持匀速前进,可以在2000米内领先同步法3秒之多。

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同步划桨时龙舟速度的变化过程(资料图)

  从理论上看异步法真是棒棒哒,实际效果又如何呢?几位闲不住的荷兰科学家找来18名膀大腰圆经验丰富的赛艇运动员,在划桨训练机上对两种划桨方式做了对比实验。结果发现尽管异步法每分钟的划桨频次比同步法略低,但桨手们的输出功率却基本相当。令人惊喜的是,在能量利用率上,异步法比同步法高约4.6%,也就是说当桨手们输出相同的能量时,采用异步法可以使船获得更多能量,因而能有效提高平均速度,缩短竞赛时间。

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在划桨训练机上进行的异步划桨实验

  不过,异步法也有硬伤。在提高龙舟平均速度的同时,它对桨手们的技巧和配合也提出了很高要求,而且由于龙舟重心高、桨手间距离小,一着不慎就很容易导致前后桨碰撞。不过即使如此,异步法仍然非常值得富于创新精神的小伙伴尝试。想想看,在清一色动作整齐一致的划桨人中,唯独你和同伴们动作错落有致,还能一马当先,是何等的酷炫!当然,前提是要掌握好技巧,不要碰撞翻船哦!

  注释:

  [1] 摩擦阻力、兴波阻力和漩涡阻力:摩擦阻力来自于船壳和水的摩擦,漩涡阻力来自于船尾的涡流,兴波阻力则来自于船体掀起的波浪。

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  参考文献:

  [1] 李建新. 划船技术中的动力学思维[J]. 体育科研,1999,20(1):33-37.

  [2] 忻鼎亮. 划船运动中的阻力[J]. 体育科研,1985,6(5):19-20.

  [3] Brouwer A J, Poel H J, Hofmijster M J. Don’t rock the boat: how antiphase crew coordination affects rowing[J]. PloS one,2013,8(1):1-7.

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