□本报记者 谭 嘉□  
 
 
　　经过3个半小时的较量，8月13日下午，瑞士名将坎塞拉拉最终夺魁，获得了本届奥运会公路自行车男子个人计时赛的金牌。至此，本届奥运会公路自行车赛的全部4枚金牌都已经找到了自己的主人。

　　自行车比赛是奥运会上唯一用轮子代替脚步的竞赛项目。为了达到人车合一的理想状态，人们在自行车材质选择、结构造型上煞费苦心，目的就是要使运动员和比赛器械融为一体。在运动器械与设施的改进上，科学技术日益发挥着重要作用，也为奥林匹克运动的发展注入了更多的活力。

　　人车合一的理想状态

　　本次奥运会公路自行车比赛的路线被称为奥运会公路自行车历史上最有难度的比赛路线。比赛路线南起北京中心区南部的永定门，北至长城居庸关，终点区域路线是一个很有难度的上坡环形路线。运动员要在比赛中取胜，一辆轻便省力的坐骑是必不可少的。

　　自行车在空气中的阻力和速度的平方成正比。有测试表明，当车速上升到每秒11米时，空气阻力占前进总阻力的80%。减小阻力最有效的措施就是减少人—车系统在前进方向上的截面积。身体蜷伏、臀部高跷、背部平直的骑行姿势能大大减少空气阻力。自行车“羊角把”的设计就是为了成全这种姿势。（下转第2版）



　　专家指出，减轻竞赛用自行车的自重有助于运动员在比赛中更省力。自行车减重的历史就是体育器材不断推陈出新的过程。在自行车材质的选择上，铝合金取代钢铁是一大进步。更轻更强的碳纤维能够让设计者像一个“巧裁缝”，根据车架不同部位受力差异来调理碳纤维的分布方向。

　　1992年巴塞罗那奥运会自行车比赛中，鲍德曼为英国队夺得72年以来的第一块金牌。他座下那辆价值连城的全碳素自行车总重量还不到9公斤。这辆自行车的引人注目之处还包括没有辐条的碟形车轮。著名科普作家赵致真说，人类最初发明的轮子是一块圆形木板，为了减轻重量才创造了辐条。但在前进中，车轮上部的速度是车速的两倍。高速旋转的每根辐条都会产生小的气流漩涡，给行进带来阻力。现代超轻型材料使辐板车轮成为可能，能将空气阻力降低5%。

　　随着自行车竞赛的速度接近极限，器械的点滴改进都十分可贵。人们尝试用有限元分析法将自行车分解为上万个单元，通过虚拟风洞优选出部件，把自行车的管材截面从圆形改成椭圆形或水滴形，让刹车线和变速线乃至每处螺栓、螺母都隐藏在车身内。为了减轻重量，人们还将胎内的压缩空气换为氦气。

　　自行车的轮胎也有奥秘。公路赛车的车胎宽度不足一英寸，打足气后行驶在坚实平坦的地面上，摩擦力和空气阻力能减少到最低。山地自行车的车胎有所不同。为了适应不规则的粗糙地面和便于跨越坑洼沟坎，车手就必须用较宽和布满结节的轮胎实现和地面的良好接触并产生有效驱动力。

　　新材料助力步步高升

　　与自行车比赛需要依靠自行车的优良性能一样，竞技体育运动中的大多数项目都必须借助器械进行。北京奥运会所需要的体育器材达到2300余种，140余万件。由于在体育运动中采用新材料和新器械，各项世界纪录得以不断刷新。

　　8月15日，“金牌大户”田径比赛将拉开序幕。比赛项目之一撑杆跳的世界纪录就与新材料的运用有着密切的关联。从最原始的木杆、竹竿、金属杆，到现在的碳素玻璃纤维杆，新材料的开发利用不断为撑杆运动员创造佳绩助力。撑杆跳的关键器材是一柄长长的撑杆，起着传递力量、积蓄能量，使运动员跃过一定高度的重大作用。撑杆的弹性和长度是运动员能力发挥的关键。

　　据了解，运动员早先是用沉重、没有弹性且容易折断的木杆做撑杆，最好成绩只有3.30米。1910年，运动员开始使用重量较轻、有一定弹性的竹竿，最好成绩达到4.77米。随后问世的金属杆直径均匀，不易弯曲，减少了竹质撑杆易折断的后顾之忧。运动员可以提高握杆点，加快助跑速度，成绩达到4.80米。

　　1948年，重量更轻、弹性更强的玻璃纤维杆问世，随后又出现碳纤维加强复合材料杆。人类的撑杆跳成绩也随之突飞猛进。1994年7月31日，在意大利塞斯特里尔的田径场上，世界撑杆跳名将布勃卡用玻璃纤维杆一举跃过了6.14米横杆。这项纪录至今无人能及。他认为，要提高运动成绩必须研制新的撑杆。

　　目前，研发人员已开发出更为先进的石墨玻璃纤维合成杆。

　　弹性力学的妙用

　　弹性力学的运用不断推动着体育器材的改进，并在赛场上显现出神奇魅力。

　　到8月13日，在本次奥运会上，中国跳水“梦之队”已经斩获4枚金牌。在3米板比赛中，小小的跳板在“颤动”中不断改良完善。

　　据专家介绍，完成一个漂亮的跳水跳板动作，关键是合理地利用跳板的反弹力，以获得更好的起跳角度和高度。无论是走板起跳还是面对板的立定起跳，都需要臂、髋、膝、踝各关节协同动作。整个身体的压板动作有一定高度和力量，才能与跳板振动节奏相吻合。压板力量愈大，踝关节对板作用的时间就相对愈长，跳板的反弹力就愈大。这就为运动员获得足够的腾空高度创造了有利的条件。

　　铝合金跳板的问世，淘汰了落后的玻璃纤维跳板和笨重的木质跳板，促进了跳板动作难度大幅度提高。20世纪70年代，已经出现了向前翻腾4周和各种姿势的多周翻腾与转体动作。随着跳水器材的改进，跳板的弹性越来越大。这对运动员身体平衡能力要求越来越高。