物理即萬物之理。在我們生活的世界,大到宇宙間天體的運行,小到我們腳下的步伐,都遵循著一系列已知或未知的規(guī)律。天地就像一個實驗臺,物理就是一位冷靜的觀測者,注視著萬物間的關系與秩序。
體育和物理原本便親如毗鄰,所有運動都蘊藏著物理知識,我們身體做出的每一個動作都可以用理論來解釋。只是平時的我們對此習以為常,只知道它們會發(fā)生,但不知道它們?yōu)槭裁磿l(fā)生。比如,你知道為什么運動員跳水時要手背朝下嗎?他們打出的乒乓球為什么會轉(zhuǎn)彎?帆船逆風的時候怎么也能航行?又為什么冬奧會速滑比賽中第二名僅僅因為彎腰的姿勢大了0.21度就失去了奪冠的機會呢?答案就藏在細節(jié)里,這些細節(jié)只有物理學能告訴我們。
本書正是從物理的角度解讀體育運動,探索每個體育項目背后的力學原理,幫助我們更了解體育,也更了解自己身體的力量。通過這些知識,找到提升自身運動技能的方式。
- 兼具趣味與實用性的物理知識干貨,幫助你找到點亮運動技能的竅門;
所有運動都蘊藏著物理知識,我們身體做出的每一個動作都可以用理論來解釋。只是平時的我們對此習以為常,只知道它們會發(fā)生,但不知道它們?yōu)槭裁磿l(fā)生。本書就是從這個角度出發(fā),探索體育運動背后的力學知識,幫助我們更了解自己的身體力量。通過這些知識,找到提升自身運動技能的方式,培養(yǎng)運動場上的戰(zhàn)略思維,用頭腦來輔助我們強身健體。
- 作者為日本東洋大學理工科教授,曾參與研發(fā)奧運會使用的泳衣和皮劃艇;
作者擁有工學博士學位,現(xiàn)任日本東洋大學理工科生物醫(yī)學工程系教授,致力于流體工程、體育運動的研究數(shù)十載。參與研發(fā)的泳衣曾用于2012年倫敦奧運會、2016年里約熱內(nèi)盧奧運會。2020年東京奧運會使用的泳衣和皮劃艇設計他也有參與設計。因此,他對于體育、物理領域都有相當專業(yè)的見解。在這本書中,他讓自己熱愛并擅長的兩個領域之間產(chǎn)生了奇妙的關聯(lián)。
- 包含44項奧運會項目及新興運動,不僅適合學生閱讀,也適合大眾讀者;
2020年東京奧運會的播出后,大家對國際體育賽事的討論熱情空前高漲。本書所涉及的體育運動多數(shù)就為奧運會熱門項目。世界紀錄可以打破嗎?怎么打破?書中不時就往屆奧運會各項目的比賽記錄加以分析,解答冠軍選手奪冠的關鍵以及被超越的可能性與方法。如果能更了解體育規(guī)則,以及每項運動的原理,讓我們不止能加油助威,甚至也能跟隨賽事加入自己獨有的分析,更添一份觀賽的樂趣。32歲的蘇炳添以9.83秒的成績在東京奧運會100米短跑比賽中創(chuàng)造了屬于亞洲人的奇跡,但這個奇跡也是他堅持貫徹科技化訓練的結(jié)果,為此他還寫了相應的論文。是的,21世紀的體育不再單單是肌肉的較量,還是頭腦的博弈、科技的博弈!而本書所提供的有關體育的物理知識正是要了解科技化訓練所具備的基礎知識。
- 分類清晰,圖文相輔相成;
本書共涵蓋體育項目44項,清晰地歸納為田徑、球類項目、水上項目、冰雪項目、格斗術與武術、新運動六大類。每項體育運動,不僅介紹了相應的物理原理,還加入了相關賽事的分析,更配以詳細的公式計算與分析圖,便于讀者更迅速直觀地理解內(nèi)容。
本書作者,也就是我,在年輕的時候打球的技術很爛,原因是我根本不了解籃球這項體育運動。兩三年前,有一個不了解我的學生跟我說他們的籃球隊缺人,邀請我加入。我已經(jīng)幾十年沒碰過球了,一開始很緊張,但后來我打得卻比我中學時要好得多,并且樂在其中,對此我自己也很吃驚;@球運動是把球投入籃筐,獲得分數(shù)的運動。但為此要怎樣設計戰(zhàn)略,怎樣操作,自己在團隊中的作用是什么都需要思考。也正因為我弄明白了這些問題,才能享受這個過程。這也讓我意識到以前技術不好的原因,那時別人傳球給我(當時總是接不住球),我只是不管不顧地往籃筐里面投。
我打高爾夫球時也有類似的經(jīng)驗。我當時以為打高爾夫球就是把球打到洞里就行了,毫無根據(jù)地選了高爾夫球桿,亂打一氣才勉強打完一局的18個球。后來有一天,我接觸到了推桿,次明白了高爾夫球到底是一項怎樣的運動。也借這個機會重新認真選擇了球桿,了解了應該從哪里下桿,也逐漸享受到了打高爾夫球的樂趣。
我在電視上看了印度雅加達舉辦的第18屆亞運會(2018年8月18日~9月2日)的足球預選賽中U-21日本隊和尼泊爾隊的比賽。所有選手都想著能為2020東京奧運會積累國際比賽的經(jīng)驗,奮力拼搏。我本來也沒想著只看一場比賽就發(fā)表評論的,雖然日本1比0取勝了,但我完全沒看出來他們采取了怎樣的戰(zhàn)略。就好像和年輕的我打籃球、打高爾夫球一樣,不了解這些體育運動項目的真諦,只是隨便踢踢球一樣。我當時就在想,這些運動員是不是對足球的了解太少了。
至今為止,憑借自己的本事獲得了某些成績,但這些成績卻不會隨著成長而增多。本應該隨著外界的變化而做出改變,但又總是用以前的成功當擋箭牌,不愿意改變,F(xiàn)在有很多人都處于這個狀態(tài)中,感到十分迷茫。前輩給出的建議總是來自他們的親身經(jīng)歷,而提高技術的過程卻是根據(jù)每個人自己的節(jié)奏來的。因為那些道理并不能真的起到什么作用,后都變成了加 油堅持住這種精神力量。
其實,所有的運動中都蘊藏著物理知識。理論就擺在那里,來解釋身體做出的一系列動作。一直熱衷研究物理學的我希望能把每項運動中所涉及的力學物理知識講給喜歡運動的讀者們聽,讓他們通過了解運動背后的物理知識來提升自己的能力。當你理解了這些知識,你就可以更有效地使用自己的肌肉,也許會創(chuàng)造出新的方法來突破自己。
在此,我與同我一起完成此書的(有)エディテ100米田正基、(株)日本文藝社的坂將志希望讀者能通過閱讀此書,發(fā)現(xiàn)運動和物理之間的緊密聯(lián)系,并且將理論知識運用到實際的運動中。
望月修
1954年出生于東京。北海道大學工學博士,F(xiàn)任東洋大學理工科生物醫(yī)學工程系教授。1980年代應日本跳臺滑雪隊邀請,從事滑雪飛行姿勢的研究,此后一直從事流體工程、仿生學和體育運動等方面的研究。參與研發(fā)的泳衣用于2012年倫敦奧運會、2016年里約熱內(nèi)盧奧運會、2020年東京奧運會,參與研發(fā)的皮劃艇用于2020年東京奧運會。
自序
PART 1 田徑項目
1短跑·3
人類100米短跑能達到的記錄是9.21秒?
2長跑·6
跑馬拉松時會在空中畫出拋物線?
3跳高·9
越過橫桿必須要一定的起跳速度?
4跳遠·11
提高助跑速度,1秒可提高10米?
5撐桿跳高·14
跑步時的動能是打破世界紀錄的關鍵?
6擲鏈球·17
提高投擲時的角速度、增大回旋半徑就可打開新世界大門?
7擲標槍·21
用跑馬拉松的速度助跑、向53方向投擲即可打開新世界大門?
PART 2 球類項目
8 足球-1·27
什么是停球?
9 足球-2·30
如何傳滾動球和帶球?
10 足球-3·33
踢角球與頭球的角度是什么?
11 網(wǎng)球·36
旋轉(zhuǎn)球的旋轉(zhuǎn)速度與球速以及摩擦之間的關系
12 棒球·42
觸球時讓球速為零的揮棒方式
13 籃球·44
投籃的軌跡與反彈傳球的合理方法
14 排球·49
把不旋轉(zhuǎn)的扣球變得無法預測的雷諾數(shù)是什么?
15 乒乓球·53
增強球的旋轉(zhuǎn)力度、增大升力的旋轉(zhuǎn)效果是什么?
16 羽毛球·56
怎么打出難以預測軌跡的羽毛球?
17 高爾夫·61
要想增加飛行距離只能提高桿頭速度?
PART 3 水上項目
18 游泳·67
如何減小由形狀、摩擦、波浪帶來的流動阻力呢?
19 花樣游泳·70
支撐伸出水面的腿的方法是什么?
20 跳水·72
無水花跳水的姿勢是什么?
21 沖浪·76
緊貼波浪斜面的沖浪秘訣是什么?
22 水肺潛水·79
保證水下安全的氣瓶和調(diào)節(jié)器是什么?
23 帆船·81
速度由面向風的帆來決定?
24 皮劃艇·83
艇和槳的形狀在很大程度上決定速度?
PART 4 冰雪項目
25 冰壺·89
在10局后取得終勝利的戰(zhàn)略是什么?
26 花樣滑冰·93
羽生選手完成四周跳的力量是什么?
27 速度滑冰·97
為打破小平選手要研究的降低空氣阻力方法是?
28 速滑團隊追逐·99
減少空氣阻力,增加推動力的隊形是?
29 高山滑雪·101
如何選擇路線,競爭0.01秒?
30 越野滑雪·103
滑雪杖提供的推動力比腳蹬地還多?
31 跳臺滑雪·105
向蜜袋鼯學習增大飛行距離的升力?
32 單板滑雪·108
雪的密度與滑行速度可使單板浮在雪面上?
33 有舵雪橇·110
起滑時全員推動雪橇可以縮短時間?
PART 5 格斗術、武術
34 拳擊·115
增大攻擊力、把對手淘汰的拳擊方法是?
35 柔道·117
上四方固可以逃脫、袈裟固不可逃脫?
36 劍道·119
用竹刀擊刺部攻打面部的殘心的物理學是?
37 拔河·121
拔河中體重較重真的有優(yōu)勢嗎?
38 相撲·123
小個子力士可以淘汰大個子力士?
PART 6 新運動
39 蹦床·129
即使提高起跳速度,位置也不會變?
40 攀巖·133
通過身體姿勢和腳踏巖點方式可以通過難關?
41 自行車·136
在急轉(zhuǎn)彎處,如何平衡離心力和摩擦力?
42 滑板·139
人板合一的高難度轉(zhuǎn)體是什么?
43 滑翔傘、懸掛式滑翔傘·142
兩種滑翔傘的飛行機制有何不同?
44 運動風箏·144
頭頂靜止的蓋拉風箏和與風作戰(zhàn)的和式風箏的有趣之處
45 飛盤·147
想要準確投擲的起投方法是?
46 Hip-hop舞蹈·151
邁克杰克遜在上下運動身體時,重心僅移動0.57m?