越野滑雪生物力學分析

劉雨杭

摘? 要：越野滑雪技能是一門復雜的運動科學。本論文從生理和生物力學的角度進行分析，通過現代測量科學手段對滑雪進行技術分析，對越野滑雪整個過程進行各部分的力學分析，討論在越野滑雪過程中對于生理學的相互影響。最大速度隨著速度的提高，滑翔和踢腿次數逐漸縮短。隨著速度的提高和速度的提高，發力腿的發展速度也隨之增加。

關鍵詞：越野滑雪? 生物力學? 分析? 生理

中圖分類號：G863? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2095-2813（2019）01（b）-0024-02

公元幾千年前，越野滑雪作為一種交通工具而存在，在日常生活中有很高的應用價值，如旅行、狩獵等。滑雪器材進步逐漸降低了人類能量消耗，現代滑雪器械減少阻力的同時增加了滑雪速度，其速度是1500年前的兩倍。通過文獻可以得知的第一場比賽于1843年在挪威特羅莫舉行。自從1924年第一屆冬奧會以來，這項運動就被列入了奧林匹克項目。

在20世紀70年代末，機械化滑雪道修整技術成為的一種常規方法。滑雪技術開始逐漸出現，在20世紀80年代后期，美國滑雪運動員比爾·高通過引入馬拉松滑冰技術改變了這項運動。在1984年薩拉熱窩冬奧會上，速度最快的滑雪運動員與傳統的古典滑雪相結合，詮釋了技術上的革新和進步。此外，1985年在謝菲爾德舉行的世錦賽上，所有的獎牌獲得者都屬于擁有先進技術的運動員。

在滑雪時，滑雪者從中速到高速增加了滑板速度和滑行的距離，而滑板速度增加，滑行長度減少。最大速度隨著速度的提高，滑翔和踢腿次數逐漸縮短。隨著速度的提高和速度的提高，發力腿的發展速度也隨之增加。在雪地滑雪過程中，垂直方向的腿部力的降低要比以往的研究結果要快得多，盡管兩種情況下的峰值力是相似的。最快的滑雪者在較短的時間內施加腿部更大的作用力。

1? 滑雪的基本力學原理

當滑雪者向地面施加力時，在運動方向產生的反作用力（即推進力）在很大程度上決定了速度。多種因素對結果的表現產生直接和間接的影響。重力通常是影響滑雪性能的主要因素，推動滑雪者下山，抵抗滑雪板阻力。在上坡的時候，第二個最重要的因素是限制滑雪滑翔的雪地摩擦。雪摩擦的組成是干摩擦、濕摩擦加沖擊和雪面摩擦的總和。滑雪板壓雪面時的抗壓能力。各因素的影響因雪類型、溫度、濕度的不同而各不相同，使滑雪板的選擇和打蠟對滑行至關重要。限制性能的第三個因素是空氣動力阻力，在較高的下坡滑雪速度下，氣動阻力比雪地摩擦更為重要。阿羅迪 當滑行下坡時使用團身的滑雪姿勢，使用氣動力賽車服和/或緊跟在另一名滑雪者后面，可以將空氣阻力降到最低 。此外，為了使滑行速度的總體變化最小化而設計的啟動策略可以提高滑行速度。研究顯示，當采用滑行技術在陡峭的斜坡（15°）上時，滑雪者將他們的滑雪板放置在側面V“在（25～30）°之間，以輕微的側向角度（8～12）°樹立標志的角度，大部分推進力施加在前腳內側。在總推進力中，77%為直接驅動力。三種速度（從1.20～1.60Hz）循環速率均有所增加，而循環長度僅從中高速（2.0～2.3m）增加。最后，腿力生成率和腿力生成率是決定滑雪成績的重要因素，盡管與相對速度更重要，因為這一次技術涉及到。

2? 滑雪技術的選擇

在滑雪一種特殊的技術在機械上和能量上對特定類型的地形和/或速度是有利的。滑雪者在跑道上的速度是由滑板決定的總的阻力與身體代謝力有直接的關系。在任何給定的次技術中，施加力的能力在很大程度上取決于滑雪速度，因為力屬的時間。力的大小與肌肉的力-速度關系或功率-速度關系有關。

當滑雪上坡，支撐滑力更有效地應用于滑行開始和快速滑跑的過程中。在滑行中，更多的滑行力量是由上半身產生的，產生的力量達到全身的最優位置。在上坡滑雪過程中，另一個不利方面是，由于相對運動時間較短，每個運動周期的減速階段較高。比滑跑階段的推進力更強，這也包括腿部所產生的推進力。這些因素可能直接影響到傳統的子技術的好壞。

雖然附屬技術動作的選擇和過渡是一個獨特的特點。滑雪，滑雪速度、坡度和能量成本對過渡的影響 ，所有的短跑滑雪時間試驗尚未在野外和/或實驗室進行評估。能量成本的最小化已被認為是決定能源成本的主要因素。從步行到跑步的過渡。然而，在決定這種轉變的過程中，運動的舒適度可能比能量成本更具優勢。最近發現，桿腿力應用的生物力學約束與亞技術的選擇有關。總之，選擇中使用的亞技術。滑雪是基于滑雪速度、坡度和生理及生物力學能力之間復雜的相互作用產生的力量。因此， 其他挑戰滑雪者不僅是決定何時改變亞技術，而且是管理所涉及的肌肉的生物力學和生理變化。

3? 滑雪的動力學方面

最依賴上半身來產生推進力的經典的滑行動作，上肢擺臂動作和下肢蹬地姿勢。在滑行中，所有的推進動力都是在15h后通過極點產生的。29km/h，產生的最大磁極力約為個體體重的25%～50%，其推動成分為：平均軸向合力的55%。在中等上坡（3°）的情況下，最大滑行力量在22%～28%的范圍內。體重并隨著速度的提高而增加（從13km/h增加到19km/h）。

在蹬地滑行過程中產生的垂直最大腿推力為靜止的200%～300%，而推進峰值力僅為擺動的10%～25%。為了產生這種推進力，滑雪板必須是平穩的。在短時間內（0.10～0.25）s，滑雪板的握把上段必須暫時附著在雪上。這個垂直力組分對于產生足夠的靜摩擦力是很重要的。以避免滑行，這與滾輪滑行不同。因此，腿部推力 比摩擦力大得多，軸向極化力中有較大比例的軸向極化力是推動的。

技術需要在陡峭的上坡地形和/或當抓地力不足以允許滑行。在這種情況下，滑雪板相對于滑雪方向外傾斜，以便 獲得足夠的靜態摩擦，以允許推進，而與滑行時的橫向推下相比，滑雪板是不允許滑行的。到目前為止，滑行技術的生物力學方面研究還沒有得到詳細的研究。

4? 滑雪的運動學方面

越野速度（m/s）滑雪等于滑行長度（m）乘以滑板速度。幾項評估滑冰和/或古典風格的研究。滑雪揭示了速度更快的滑雪者吃更長的周期與更強大的腿和/或極推力，而不同水平的滑雪者的循環速度是相對相似的。有了所有的技術，滑雪者可以調節速度。通過調整循環速率。然而，最近的研究表明，精英滑雪者通過將滑行速度和滑板長度調整到高速度來調節速度，而速度則是通過調節速度來調節的。從高到最大速度的緩解主要取決于循環速率的提高。

在一次世界杯短跑比賽的分析中，佐里等。（2005）發現循環速率與滑行速度呈正相關，其中循環速率也與整體性能相關，但與表現無明顯關系。因此，速度最快的滑雪者產生了足夠的力量來保持較高的循環速度，盡管時間較短。能量推進力。此外，為了保持腿部推力的持續時間和動量，同時提高上坡（7°）越野滑雪的速度，滑雪者可以從高到最大。選擇一種不滑翔的高頻運行技術，即使用提高更高的周期率和更短的周期長度.

參考文獻

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