空中转体4周半,创造历史一跳!武大教授揭秘谷爱凌“飞天”原理!

2月20日晚,随着北京第二十四届冬季奥林匹克运动会闭幕式在国家体育场如期举行,本届冬奥会也画上了圆满的句号。中国代表团以9金4银2铜刷新了单届冬奥会获金牌数和奖牌数两项纪录,名列金牌榜第3位,创造了自1980年参加冬奥会以来的历史最好成绩。如此耀眼的成绩,中国每一位奥运健儿都功不可没,多位选手成为了街头巷尾热议的话题,谷爱凌就是其中之一。

在本届冬奥会中,18岁的谷爱凌斩获2金1银,成为第一个在同一届冬奥会上获得3枚奖牌的自由式滑雪运动员,创造了历史。尤其是在2月8日的自由式滑雪女子大跳台决赛中,谷爱凌以从未展示过的向左偏轴转体1620动作征服观众,斩获冬奥会首金,开始了她在本届冬奥会的传奇征战。

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这个从未有人展示过的动作是如何做到的?武汉大学物理学院潘春旭教授在湖北省科技馆数理世界展厅为大家揭秘。潘春旭利用展厅内的展品“过山车”来解释其中的物理知识。展品“过山车”外形类似缩小版的过山车轨道,轨道由几个U形和O形组成,U形轨道部分与首钢滑雪大跳台较为相似。为模拟滑雪场景,展厅管理员将小球从起点放下,只见其在轨道内快速滚动下滑。

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潘春旭指出,滚出的小球可以模拟滑雪运动员的运动过程。他介绍,谷爱凌在大跳台决赛上,正是从高处出发,这时重力势能转化为动能,获得高的运动速度,使她才能跳得更高,争取足够时间来实现完成空翻转体。除了势能的作用外,运动员本身的身体灵活性和团身增加转动惯量,也会很大程度决定旋转的速度,进而可以旋转更多圈数。

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小球的模拟可以让人知道其中的原理,但在现实中做到这件事实属不易。自由式滑雪女子大跳台比赛在首钢大跳台举行,场地灵感来源于敦煌壁画“飞天”的飘带,大跳台赛道长164米,最高处高达60米,其中助划区垂直高度接近50米,相当于17层楼向下滑行。除了令人望而生畏的赛道,“向左偏转偏轴转体1620”动作的难度同样令人惊叹,这是一个历史上没有任何女子挑战过的动作,对运动员要求极高。

在重重困难之下,谷爱凌还是顶住了压力,完美地完成了这个动作,为国家斩获了这枚意义重大的奖牌,其英姿被央媒盛赞为“飞燕游龙”。而在谷爱凌之外,我们冬奥赛场上还有另一只“雪飞燕”,那就是国家高山滑雪中心,在这里,你可以体会到滑雪运动中另一种“速度与激情”。

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国家高山滑雪中心出发平台高达2198米,赛场最大垂直落差1100米,运动员在场地中最高时速达到了140千米/小时,极强的观赏性也伴随着极高的危险系数。不过不用担心,在临时搭建的观众席看台上,有这样一群“体检师”守护你的安全。

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“体检师”指的并不是工作人员,而是临时设施支承架体安装质量快速检验系统。这一项目开始于2021年8月,由武汉大学测绘学院邹进贵教授团队与其他高校联合开发,要求在短短一个月内运用智能化方式检测整个支承架体的上千插销安装情况,且需要满足95%的识别准确率。

通过实地考察、思考论证等过程,科研团队采取了“FasterRCNN目标检测网络+特殊颜色插销”的解决方案。在初版方案获得97.2%的成功率后,科研团队还在原来的基础上进行了更新与迭代,实现了检测与警报的双重功能,为冬奥场馆临时支承架体的安全安装做出了突出贡献。能为冬奥会的设施安全保障工作,做出自己的一份贡献,参与此项目的武大学子贺亦峰和龚小强也感到十分的幸运与自豪。

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冬奥会已经结束,但是中国向前发展的脚步永远不会停止。此届冬奥会中,中国向世界展现出的和平友好的态度与拼搏不息的自强精神,将始终鼓舞中国人民在未来发展的路上不断前进。武汉大学也将始终与国家同向同行,为国家社会经济以及科学技术的发展,做出更多卓越贡献!

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