力量的飞翔(2)

力量的飞翔

标枪的投掷距离取决于出手速度、投掷角度和初始攻角（图３），其中以出手速度最为重要，它和投掷距离成平方关系。从单跳步、后交叉到前交叉，特别是塑胶跑道的出现，都让标枪在人体助跑中获得越来越大的“预先速度”，叠加到标枪的飞行中。

（３）标枪的投掷角和初始攻角

“鞭打效应”是一种神奇的物理现象。赶车人抖动鞭子，能让鞭梢达到“超音速”而发出劈啪的“鞭花”声。这是由于质量较大的手臂和鞭杆突然煞住，把动量矩传递到质量较小的鞭梢，而动量矩必须保持守恒，结果带来了鞭梢巨大的速度。标枪运动员“超越器械动作”的发力瞬间身体宛如“满弓”，动能从质量较大的臀部和躯干传递到上臂、前臂和手腕，各个环节由近及远依次加速和制动，如同“鞭杆”将动量矩传到“鞭梢”，能使处于“末端环节”的手获得极大的速度。这时标枪便“该出手时就出手”了。“拨枪”带来的纵轴旋转能确保标枪飞行的稳定。

（４）古希腊雕塑“掷铁饼者”

古希腊雕塑家米隆的杰作“掷铁饼者”（图４）不仅凝聚了永恒的力和美，还让18岁的美国青年加勒特当成示范动作进行模仿，并一举夺得了1896年首届奥运会铁饼冠军，不过他当时的成绩仅为29.15米（图５）。1986年，前东德选手舒尔特已经能投出74.08米，可见铁饼技术发展变化之大。铁饼和标枪一样，都对空气动力非常敏感，铁饼甚至更像一个“飞碟”。当铁饼的攻角为正值时，会在空气中受到升力而延长飞行时间。所以微弱的逆风反而有利于铁饼成绩的提高。但攻角大于30度时则可能引起翻转。从俯视角度看，右手投出的铁饼顺时针旋转，以保持飞行的稳定性。铁饼的金属边框使转动惯量分布远离中心，有利于同等角速度下获得最大角动量而更好保持“陀螺效应”。

（５）加勒特模仿雕塑取得了奥运会铁饼冠军

从侧向“华尔兹”式投掷到背向连贯旋转技术，铁饼的“跳远”成绩飞跃得益于“助跑”水平提高。2.5米直径的投掷圈这时变成了一个“回旋加速器”，运动员靠着旋转将用力的工作距离大大加长。由于人体不断超越铁饼充分“扭紧”，旋转角速度持续加快，带来铁饼在大半径弧线上高速运行，直至最后爆发力完成“鞭打效应”，让铁饼沿切线飞往投掷方向。