長跑一開始跑第一的為什麼往往堅持不到最後？

最新 06-24

　　來源：「把科學帶回家」（ID：steamforkids）

　　我想你一定有這樣的經驗，在跑1千米、8百米、越野，或者在觀看馬拉松選手比賽的時候，會發現一個奇特的現象：那些一開始就沖得很靠前的人，往往不能堅持到最後，而最後拿第一的人，一般一開始不是沖最前的。

　　這個現象不僅適用於長跑，還適用於騎車等體育項目。這是因為第一名的選手經常厚積薄發嗎？保存實力當然很重要，但是這裡還有一個重要的物理因素。

　　專業選手經常善用這種物理因素規劃跑步的團隊策略，幫助自己跑第一，甚至破紀錄哦！

　　關鍵概念

　　氣流牽引

　　材料和操作

　　幾個活人

　　下載一些測速儀app，如測人運動速度的 Speedometer 55 GPS Speed & HUD，測風速的 Zephyrus Lite Wind Meter。

　　你可以一個人跑，也可以和大家一起跑。

　　在和大家一起跑的時候，嘗試跑在隊伍的頭部、中部和尾部，並在跑步時測算你的速度、風速，並把這些數據，再加上你的體重，輸入下面的網址里，就可以估算在隊伍不同的位置時你受到空氣阻力的影響了。

　　www.exploratorium.edu/cycling/aerodynamics1.html

　　在第一欄里分別輸入你的跑步速度（英里/小時）、風速（英里/小時）、你的體重（磅）、跑步場地的斜坡傾角，然後點擊「Calculate」，就能看到阻力（drag）的大致估算。

　　原理

　　跑步、騎車的時候，空氣阻力是限制速度的一個很大的障礙。其他條件不變的情況下，一個人的速度越快，受到的空氣阻力越大。在平地上，空氣阻力占自行車手運動時感知到的阻力的70-90%。

空氣阻力主要包括兩部分，一是壓差阻力，二是摩擦阻力。

　　壓差阻力是由於物體前後的壓力差而產生的阻力。迎風面積是影響壓差阻力的一個主要因素。此外，形狀也是影響壓差阻力的一個重要方面，不規則的形狀可能會造成前後方的巨大壓差阻力，而流線型則能夠很好地減少壓差阻力。

　　至於和空氣產生的摩擦阻力嘛，運動員穿的特殊運動服則能減少摩擦。

　　職業運動員們當然知道空氣阻力對比賽成績的影響，所以教練、運動員，還有工程們找到了許多提高空氣性能的方法。

　　其中一個策略，叫做氣流牽引（drafting，或者slipstreaming）。

　　氣流牽引指的是，幾個運動員前後較為緊密地排列，組成一個小團隊，利用空氣力學的原理取得優勢。這個小隊的專業術語叫做斜線陣，或者也叫梯形陣。

　　但是在氣流牽引的過程中，第一個運動員總是犧牲品，因為TA所受的空氣阻力是最大的。但是僅犧牲一人，就可以讓整個斜線陣維持特定速度所付出的能量減少。

　　其實，許多動物都懂氣流牽引的原理，會組隊前進減小阻力，比如一會兒排成一，一會兒拍成V的大雁，還有眼斑龍蝦（Panulirus argus）。

　　因此，氣流牽引技術很適合需要和空氣阻力戰鬥的賽車、自行車賽、長跑、速滑等運動。當然，氣流牽引在不同的運動中演化出了不同的變式。

　　耐克就曾經和新罕布希爾大學的空氣動力學家 Robby Ketchell 合作，設計出了一種特殊的斜線陣隊形。耐克的研究發現，對於跑步運動來說，最好的氣流牽引策略，是這種箭頭隊形。

　　新罕布希爾大學的空氣動力學家 Robby Ketchell 發現，對於跑步運動來說，最好的氣流牽引策略，是這種箭頭隊形。

　　@Wired

　　西門子 PLM 軟體的空氣動力學工程師 Stephen Ferguson 和 Chris Beavis 經過計算機模擬估計，在耐克舉辦的 Nike『s Breaking2 比賽中，氣流牽引策略讓2016年奧運男子馬拉松金牌選手、肯亞長跑運動員埃魯德·基普喬格（Eliud Kipchoge）到達終點的時間加快了4分鐘。