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花样滑冰为何都是逆时针旋转?人体左侧重于右侧

 常青樹 2022-10-31 发布于江西

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。

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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。

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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“”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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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?

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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