獎牌背後除了努力，原來還有物理力！

說到跟奧運有關的地標，相信大家一定會想起港鐵奧運站，站內繪有各樣奧運賽事畫面，但大家有沒有想過運動背後蘊藏的科學原理呢？就讓筆者一探運動和科學兩者之間的微妙關係吧！

喜出望外的奧運站命名故事

1998年6月20日啟用的奧運站，據知原擬按照所在地區或就近街道取名為大角咀站或櫻桃站，但李麗珊在1996年美國亞特蘭大奧運會破天荒為香港奪下史上第一金，加上蘇樺偉、張偉良等人於隨後的殘奧會合共為港隊豪取五金五銀五銅，地鐵公司（當時兩鐵尚未合併成港鐵）遂與香港業餘體育協會暨奧林匹克委員會（今港協暨奧委會）達成協議，決定將車站命名為奧運站以表揚本地運動員。

帆船順風行駛的邏輯迷思

不知道讀者是否曾有過與筆者一樣的想法——帆船是被風推着跑的，所以順風航行能讓帆船獲得較快的速度。但事實真的如此嗎？其實，帆船完全順風反而不能獲得最佳速度。

實際上，空氣作用於帆的力有兩種形式：一種是推力，即當空氣流動的時候，對物體產生衝擊力。帆船順風行駛時，就是靠空氣的推力推動向前的。另一種則是拉力：當船帆的兩側空氣流速不同的時候，就會產生壓強差，這時風帆就產生了拉力。

追溯到1738年，科學家Daniel Bernoulli發現，氣流速度與周圍自由氣流成比例增加，從而導致壓力的降低，這可令氣流速度更快，這就是伯努利效應。來自同一來源，即與壓力相同的地方的空氣，遇到阻礙物便會分成兩條路徑，空氣流向壓力較低的地方面臨較小的阻力（前面的壓力作為將空氣推回的力），因而比流向壓力較高的地方的空氣移動得更快。這種情況如果在呈流線形的風帆上發生，帆的兩側空氣流動速度便會不同，令帆的背風那一面形成低壓區域，從而產生拉力。情況一如飛機翼，因底面兩面形狀不同，當氣流經過機翼或帆時，機翼的上面和帆凸出一側的氣流流速較快，另一側氣流流速較慢，流速慢處的壓強比流速快處的壓強為大，正是這個壓強差使機翼產生了向上的升力，作用於帆船則獲得向前的動力。

帆船藉助帆的每一面所產生的力量沿着迎風方向移動。迎風面的正向力量（推力）和背風面的負向力量（拉力）一同形成了「合力」，這兩種力量都作用於同一方向就能讓帆船速度達到最快。帆船的航向也不是完全沒有限制，在正逆風左右各約45度夾角內，並無法產生有效的前進力。但太順風也不妙，因這時「伯努利效應」消失，只有風的推力而沒了拉力，船速會再度慢下來，同時也進入不穩定狀態。當船頭與風向成30至40度的夾角時，既有推力又有拉力，此時風的效率是最高的。

傳承運動科學的力量

精英運動發展涉及多方面不同因素，是一代接一代教練和運動員持續努力的成果，而運動科學也是其中一個重要因素，以射箭為例，教練可提出方案針對瞄準時之穩定性，從生物力學角度進行射箭專項技術診斷，透過量化分析與即時回饋，用瞄準技術力學指標作為技術調整的依據，利用瞄準分析訓練系統，更有利於控制晃動規律，增加穩定性，延長穩定期。

閱讀推薦