花样滑冰为何都是逆时针旋转?人体左侧重于右侧
最近一位花滑运动员在网上特火,各种小视频包括抖音都时不时
跳出她的身影,赞美之词更是无以言表,比如:翩若惊鸿、婉若游龙,
冰肌玉骨、冰上美人,天生丽质柳腰身,“舞林飒飒倚天剑,侠女翻
飞惊目炫”,“愿你三冬暖,愿你春不寒”,冰清玉润、蛾眉皓齿,
身姿婀娜、冰雪伊人……反正是能想到的赞美之词都淋漓尽致地发挥
出来了。
花样滑冰,被称作“冰上芭蕾舞”
其实呢,每个人心中都有一杆秤,也都有自己的评判标准,过度
地去夸张、恭维等于是拔苗助长,不仅起不到作用,还会令人十分反
感。跟风、炒作、凑流量,叫人感觉很无聊。每次刷到这个视频画面,
张嘴就是“翩若惊鸿,婉若游龙”,笔者的脑子就懵,赶紧划过去,
不知道大家有没有同感。
花样滑冰
好,言归正传,正是由于这位运动员的大火,让大家再度对花样
滑冰这项运动关注起来。但不知道有多少人注意到,花滑是一种美与
力量结合的非常养眼的运动,运动员要“美”那是必须的,否则你让
凤姐站到滑冰场上,能有几个观众买账呢!因此,花滑运动员的身材
相貌肯定是上佳的,尤其是身材,必须匀称,比例协调,肤色白皙光
滑,舞姿优美。
花样滑冰,都是左脚着地
但不知道有多少人注意到一个细节:那就是花滑运动员的一个经
常出现的重要动作——旋转,基本上都是逆时针方向。往前旋转,都
是往左;往后旋转,都是往右。不管怎么转,方向都是逆时针。
逆时针旋转
这是什么原因呢?
其实,生活还有许多你也许没有注意到的细节,我们随便举几个
例子:扑克大家基本上都打过吧?你出一张牌后,右边才是你的下家,
反过来说,你的上家在你左边,出牌的顺序也是逆时针方向。
以前农村农忙时的打场(有的地方叫轧场)轧小麦、稻谷等,不
论是牵着牲口轧,还是用机械轧(手扶拖拉机、小四轮拖拉机等),
都是围着场作逆时针转圈,也就是往左转。我们司空见惯的龙卷风,
也是逆时针旋转。
海上龙卷风生成,逆时针旋转的漩涡
田径场上竞走、跑步,不管是训练还是比赛,都是往左转,也就
是逆时针方向转;电风扇、电动机、柴油机飞轮等,都是顺时针旋转;
螺丝拧紧的方向,也是顺时针方向。
电风扇往右旋转
再往生活中一些常见的事例上说,河岸的右侧,永远比左侧冲刷
得厉害(这里所说的左右,是以水流方向为准);你的鞋底的右侧,永
远比左侧的磨损大,同理,你的右脚鞋子比左脚鞋子损坏得更快;打
开水龙头接水、或拔掉浴缸的塞子放水,你有没有仔细观察发现,接
水时产生的漩涡方向是顺时针的,而放水时产生的漩涡方向是逆时针
的,百试不爽。就是说,在北半球,漩涡的方向永远都是逆时针。
北半球逆时针旋转的漩涡
再说一个普通得不能再普通的常识:火车靠左行驶,我们平时经
常见到的、乘坐的火车,是靠左行驶的,跟公路上的汽车和行人靠右
行驶不同,这又是为何呢?
火车靠左行驶
其实,以上所举的事例,都跟一个科学常识——科氏力息息相关。
那什么是科氏力呢?科氏力又叫“科里奥利力”,是以首先研究
它的法国数学家科里奥利的名字命名的、一种自然界中普遍存在的因
地球自转而产生的偏向力力。简单来说,就是地球表面上运动的物体
都会受到一种外来的惯性力。在北半球,这种惯性力会使物体向运动
方向的右侧偏离;而在右半球则正好相反,这种惯性力会让运动中的
物体向左偏离。同理,在地球赤道上,科氏力消失。
从北极上空看,地球是逆时针方向旋转
科氏力也叫地转偏向力,是自然界中时刻存在的一种力,这是因
地球的自转而产生的,是无法避免的现象。实际上,科氏力并非一种
真正意义上的力,而是运动中的物体因地球自转而产生的地转偏向力。
科氏力不能改变物体的速度,但能改变运动中的物体的方向。
南北半球科氏力的方向
地球自转为何会产生科氏力呢?这是因为地球是个圆球体,在分
秒不停地自西向东旋转,在赤道附近,其速度为每秒465米,时速约
1674公里,速度不可谓不快。我们知道,目前的民航客机的时速不过
在800公里左右,而我国“协和号”、“复兴号”高铁的速度不过才
350公里罢了,我国一级高速公路的最高限速是120公里,而地球自
转的速度竟然分别是它们的2倍、3倍和14倍!而地球的公转速度更
快,其绕日公转时速为107244公里,比现今的火箭还要快上几十倍。
而克服地球引力作环绕地球旋转的第一宇宙速度才每秒7.9公里,脱离
地球引力变成围绕太阳运动的速度就是第二宇宙速度,为每秒11.2公
里;第三宇宙速度为每秒16.7公里,达到这个速度,就可以摆脱太阳
引力而进入更广阔的宇宙空间。
地球高速自转
由此可以看出,地球绕日速度远大于第三宇宙速度,接近是第三
宇宙速度的2倍,那为何地球没有脱离太阳引力而远离太阳而去呢?
这是后话,今天不表。
地球的自转轴是倾斜的
地球自转为什么会产生科氏力呢?主要是因为地球是圆球体,表
面的自转速度并不相同。每秒465米也好,每小时1674千米也罢,
是指赤道附近的线速度,而越往赤道两侧,随着纬度的增高,速度会
越来越慢,到了北极、南极点,地球的自转速度为零。也就是说,假
如你站在北极点或南极点上,地球的自转对于你来说毫无意义,无论
它怎样转,无论它转多快,你都在原地一动不动。更神奇的是,你站
在北极点的上空看,地球的自转是逆时针方向,而站在南极点的上空
看,地球的自转方向是顺时针。
逆时针旋转的漩涡
正是因为地球表面不同地区的自转速度并不相同,所以才产生了
令运动中的物体发生方向偏离的力,也就是地转偏向力。在北半球,
运动中的物体会向右偏转,在南半球,运动中的物体会向左偏转。
地转偏向力与科里奥利力
这就能很好地解释了生活中所遇到的事例了。河流的右岸因科氏
力导致河水不断地冲刷右岸,因此右岸的塌陷程度永远大于左岸。火
车靠左行驶是因为高速行驶中的火车因科氏力的缘故会向右偏转,如
果再靠右行驶,则会偏向路基的外侧,这样非常危险,一是容易脱轨,
二是铁路外侧路基不牢固,容易塌陷而致使火车翻车。靠左行驶,火
车则靠向路基中心,行驶更安全。
火车靠左行驶
回到开头,花滑运动员为啥都逆时针旋转呢?也是因为科氏力的
缘故。逆时针旋转跟田径运动比赛一样,都是为了顺应地球自转产生
的地转偏向力,也就是科氏力,往左旋转与往左转圈一样,由于向心
力的缘故,身体会更加稳固、平衡,更安全。如果顺时针旋转或往右
转圈,人体易受离心力与科氏力的共同影响更容易摔倒受伤。因此,
国际田联规定,跑步按逆时针方向。
左足鼎立,逆时针旋转
当然,比赛是按照规定来,但平时训练也是可以自由选择。跑步
和滑冰旋转,按照逆时针方向,还有另外几个原因:
1. 人体重心原因。
人体左右侧并不是等重的,左侧重于右侧。这是因为胸腔内的心
脏位于左侧,右侧肺脏有三叶,而左侧肺脏只有两叶,心脏里是比重
大的血液,而肺脏里是比重较轻的空气,因此人体左侧的重量比右侧
更重,人体的重心是位于左侧的。运动员往左转圈或旋转,重心更稳
且可以额外获得一份向心力,帮助运动员往左转弯更顺利。如果向右
转弯或旋转,则人体左侧的重心反倒是削减了一份向心力,运动员跑
起来或转起来更费劲,也不稳。
运动员赛跑也是往左转圈
2. 人的大脑分为有左右两部分,功能不一样,左脑支配右半身,
右脑支配左半身。
正是由于人写字、拿筷子吃饭、干活都习惯用右手,这要靠左脑
来指挥,而我们的思维活动也是靠左脑来完成的,这就使得我们的左
脑不堪重负,为了维持平衡,人体就会加强受右脑控制的左腿、左臂
的功能,这就是绝大多数人感觉左腿比右腿有劲的原因。还有,人骑
自行车从左边上车,骑电瓶车停车时总是左脚先着地,都是这个缘故。
往左旋转
跑步时,绝大多数运动员都是左脚作为后蹬、右脚迈出第一步。
滑冰运动员旋转同理,左腿更有力,更能单腿支撑住整个身体的重量,
这样转起来更稳,更不容易摔倒。而运动员跑弯道,转弯时左腿更有
力,能更好地克服自身的向心力,避免内侧倾斜,也能更好地抵消地
转偏向力,使身体更加平衡。
往左旋转
3 . 人体的左右脚作用不同。
这点可能很多人并不清楚。人的左右脚的功能并非是完全相同的。
右脚负责速度和方向,左脚分担支撑重心的作用,这样就能更容易地
理解花滑运动员往左转圈的原因了,左腿更有力量,左脚支撑作用强,
人体的重心靠左,自然是向左旋转更快、更稳当了。同理,田径运动
员跑步往左转圈也是这个道理。
左脚独立
那电动机、电风扇旋转、拧紧螺丝的方向为啥是向右呢?这是因
为顺时针旋转,偏向力指向轴心,机械设备会更稳固耐用,螺丝会更
紧,不容易松动。
本文发布于:2023-05-25 13:10:41,感谢您对本站的认可!
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