なぜフィギュアスケートはいつも「美女と野獣」の組み合わせなのでしょうか？

北京冬季オリンピックが始まります！冬季オリンピックには、カーリング、スケルトン、バイアスロン、フリースタイルスキーのハーフパイプなど、人々が理解できない、あるいは聞いたこともない競技が多すぎます。これらのイベントのルールは何ですか?スピードスケートとショートトラックスピードスケート、アルペンスキーとクロスカントリースキー、ビッグエアとフリースタイルスキービッグエアなどの名前は区別が難しいです。それらの違いは何ですか?その背後にはどのような物理的原理があるのでしょうか?

フィギュアスケートはスリルと美しさを極限まで追求したスポーツであり、ジャンプとスピンはフィギュアスケートで最もエキサイティングな瞬間です。ここにどんな物理学の知識が隠されているかご存知ですか?

まず、選手は腕を広げて片足を上げて回転を始めます。すると腕と脚が折れ、回転速度が上がります。これは物理的な原理であり、角運動量保存則が適用されます。

角運動量保存則は、回転する物体の場合、外部トルクがない場合、慣性モーメントと角速度の積は変化しないことを示しています。慣性モーメントは、各部品の質量と回転軸からの距離の関係を表します。物体の質量が大きいほど、質量分布は回転軸から遠くなり、慣性モーメントが大きくなります。角速度は回転の速度を表します。角速度が大きいほど、回転は速くなります。

最初、選手は腕と脚を伸ばし、質量分布は回転軸から遠く離れており、慣性モーメントが大きいため、角速度は遅くなりました。その後、選手は腕と脚を引っ込め、質量分布が回転軸に近くなり、慣性モーメントが小さくなったため、角速度が速くなりました。

また、フィギュアスケートのブレードをよく見ると、ブレードの前面に鋸歯状の部分があることがわかります。このノコギリ歯はとても特徴的です！選手が回転するとき、実際には後ろ向きに滑っており、ブレードの前半分が氷に触れています。前面の鋸歯状の部分は安定性を提供し、アスリートの転倒を防ぎます。さらに、アスリートが空中に飛び上がってから氷の上に落ちるとき、前歯が最初に氷に触れて氷に深く食い込むため、アスリートは素早く安定することができます。

もちろん、フィギュアスケートの最も美しい部分は、男子と女子のペアのスロージャンプです。投げジャンプの前に、男性選手は腕を伸ばして女性選手を強く引っ張り、自身のスピードを落とし、女性選手のスピードを上げます。彼は自身のスピードを女性アスリートに伝えますが、これは物理学では運動量保存則と呼ばれます。 「投げる」とき、男子選手は女子生徒を「棒」に見立てて、子供の頃に竹のヘリコプターで遊んだように、水平に「回転」させます。女子学生はコマのような回転力を得て回転を始めます。

同時に、女性アスリートはブレードを使って氷を強く押し、「ジャンプ」動作を完了します。このようにして、上向きの速度が得られます。男性選手が氷を十分に強くこすり、女性選手が氷を十分に強く押す場合にのみ、より高くジャンプし、より速く回転することができます。男子選手は力が強く、女子選手は体が軽いため、高く投げたり速く回転したりできるので、多くのフィギュアスケートのコンビには「美女と野獣」というニックネームが付けられています。

2010年バンクーバー冬季オリンピックでは、中国の選手である沈雪と趙紅波が、5回の冬季オリンピックでの浮き沈みを経験した後、ついにペアスケートで金メダルを獲得した。この「アイスカップル」は、このイベントで私の国に「ゼロ突破」をもたらしました。その後、隋文静選手と韓聡選手は平昌冬季オリンピックで銀メダルを獲得しました。試合後のハン・コンの「情熱的なキス」は、オリンピック史上永遠に残る名場面となった。今年の北京冬季オリンピックでは、中国のフィギュアスケート選手たちがさらに大きな活躍をしてくれることを期待しています！

出典：李永楽氏