体操是优美与力学结合的典范,即使只是一个简单的高低杠大回环(体操项目中高难度空中转体动作),运动员和手中柔韧的杠之间,也蕴藏着复杂的力与能量的转换。
大回环时,选手从杠上倒立位置开始下落。由于手与杠之间的摩擦,将使回环速度略有降低,前半圈的角速度接近275度/秒。但就在这前半圈里,运动员必须为进入向上的半圈积累足够动能,尤其是在下一圈需要完成飞行动作或进入一连串空翻下杠时。因而她们必须在向下的半圈里将能量传递给柔韧的碳纤维杠,在向上的半圈里又吸收能量,增加回环速度。
为补偿下落时回环速度的损耗,高低杠女选手会运用一个“轻甩”动作。在略为翘臀收腿,避开低杠的同时,也缩短了旋转的力臂,使自己的重心尽量接近旋转中心,增加了旋转能量。在一圈回环的底部,选手身体向下的加速度可以达到4~7倍重力,手中的高杠最多能被拉离中心线27厘米。然后,她们放松臀部、骨盆和腹部,将腿部向前摆,甩入向上的半圈回环。如此利用角动力,她们能使自己旋转的角速度增大到约304度/秒。这也是为什么高低杠大回环动作只能从前半圈经过低杠的方向完成,无法反其道而行之的道理。
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