在2026年意大利冬季奥运会上，运动员们似乎每天都在挑战自然法则：花样滑冰运动员在一次跳跃中旋转四圈，雪橇运动员承受着相当于重力五倍的力。但有一项运动令科学家们尤为着迷，那就是冰壶。经过一个多世纪的研究，物理学家们仍然无法完全理解冰壶运动，特别是为什么沉重的花岗岩冰壶在冰面上滑行时，其运动方向与预期相反。
意大利冬季奥运会女子冰壶比赛中，美国女子冰壶队的Tara Peterson投掷冰壶。
图片来源：Richard Heathcote
冰壶运动于1924年首届冬季奥运会上亮相。这项运动由两支四人队伍轮流操控重约19公斤的花岗岩冰壶，每位队员将两颗表面粗糙的冰壶施加一定的旋转推过冰面，滑向目标。如果运动员顺时针旋转冰壶，冰壶最终会向右旋转，反之亦然。与此同时，其他队员则进行“扫冰”动作，即用刷子刷冰面以帮助冰壶滑行，最终冰壶会因与冰面摩擦而减速直至停止。
尽管冰壶比赛的最终目标很简单，但冰壶运动的内在物理原理却令人费解。如果你在地板上顺时针旋转一个圆形物体，例如碗，同时向前推动它，你会发现它总是向左旋转，这与奥运会直播中看到的情况正好相反。
自从冰壶运动出现在奥运会上以来，物理学家们就一直在试图弄清冰壶的运动轨迹为何如此不同。但至今仍未有明确的答案，一些科学家甚至分成不同的阵营，支持不同的假设。
其中一种观点认为，当冰壶顺时针旋转时，冰壶底部的滚动带会在冰面上划出划痕。加拿大萨斯卡彻温大学的Sean Maw表示，当旋转的冰壶尾端碰到前端留下的划痕时，它会向右偏转。
2016年，物理学家们发表了一篇论文，描述了一种“枢轴-滑动”模型。该模型认为，冰壶在冰面上的整体弧线是由许多较小的运动组成的。例如，对于顺时针旋转的冰壶，其右侧的某一点会卡在冰面上，导致冰壶轻微旋转，直到脱离卡住并向前滑行。这个过程不断重复，许多连续的小旋转会产生卷曲效应。论文作者、加拿大北英属哥伦比亚大学的物理学家Mark Shegelski表示，这种现象“在冰面更深处更容易发生，因为冰壶的速度会降低”。
此后，其他研究人员也对这一模型进行了各自的“诠释”。日本立教大学的Jiro Murata，他对冰壶的摩擦力进行了观察，发现其与支点概念相符。在2022年的一项研究中，Murata拍摄了冰壶在冰面上运动的轨迹，重复了100多次，并利用图像分析技术追踪每颗冰壶的运动轨迹，精确到百分之一毫米。他发现，当冰壶顺时针旋转时，其右侧与冰面的摩擦点比左侧更多。这些摩擦点如同支点，使冰壶能够摆动，Murata表示，它们在冰壶的整个运动轨迹中都起着关键作用，并且这些发现“与支点理论完美契合”。
几年后，居住在加拿大多伦多的冰壶运动员Clifford Jenkins与他的儿子和一位航空航天工程师合作，研究冰壶底部的微小凸起如何影响其旋转。Jenkins最初开展这项研究是为了展示冰壶运动中最佳的扫冰方法。然而，他很快意识到，这项运动背后的物理原理需要更深入的解释。
在一项实验中，Jenkins和伙伴们让一位经验丰富的冰壶运动员投掷不同类型的冰壶：一些冰壶底部凸起较短，一些冰壶底部凸起较长（类似于砂砾含量高低不同的冰壶）。他们发现，凸起较长的冰壶往往会产生更大的旋转。他们表示，这一发现扩展了枢轴-滑动模型；冰壶底部的凸起有助于形成枢轴点。
Maw对此表示赞同，并指出2024年的一项研究表明，冰壶在冰面上滑行的过程中会经历三个不同的摩擦阶段。他表示，这可能意味着不同的模型适用于特定的阶段。这个谜题的答案“将取决于多种理论的结合”。
12月16~17日，“第一届集成芯片和芯粒大会”在上海举行。 在会上，国家自然科学基金委领导介绍了“集成芯片前沿技术 2024年度国家自然科学基金委员会与韩国国家研究基金会合作交流与双边研讨会项目指南 根据国家自然科学基金委员会（NS 流感、肺炎支原体、新型冠状病毒、呼吸道合胞病毒等病原体在这个冬天叠加来袭，让国内医疗机构的发热门诊、儿科门诊异常 12月17日，记者从北京协和医院获悉，由该院儿科主编的《儿童风湿免疫病标准数据集》（以下简称数据集）正式发布。专家表示，作为 近日，由南京应用数学中心林文伟教授和东南大学李铁香教授团队设计研发、基于GPU计算平台的FAME软件包以仿真插件的形 四川省科学技术厅关于组织申报2024年第二批中央在川高校院所“聚源兴川”项目的通知 各中央在川高校院所、市（州）科 。本文链接：为什么冰壶会在冰面上以那种方式滑行？http://www.sushuapos.com/show-11-31898-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。
下一篇： 228米！最长岩芯从南极而来