올림픽이 끝났습니다. 역사상 물리학으로 인해 지연된 스포츠 광신자가 있습니까?

4년마다 열리는 올림픽이 막 끝났습니다. 이번 올림픽을 돌이켜보면, 개막 전부터 올림픽 준비와 홍보가 모든 관계자의 관심을 끌었습니다. 올림픽의 막이 공식적으로 열리면서 전 세계의 선수들도 경기장에서 이색적인 스포츠 이벤트를 선보이고 있습니다.

그러나 올림픽마다 다를 수 있지만 모든 스포츠를 지배하는 기본 규칙은 동일하며 그것이 바로 물리학입니다. 실제로 많은 물리학자들도 스포츠 매니아입니다. 그들이 가장 좋아하는 스포츠와 관련된 신체적 원리를 살펴보겠습니다.

양자입자를 축구에 비유하는 사람들

물리학자가 노벨상을 수상했을 때 언론 보도자료 제목은 다음과 같았습니다. 물리학.

보어가 태어났을 때 현대 축구는 덴마크는 아직 낯설었지만, 그의 아버지는 그 지역에 스포츠를 소개하고 축구장을 지었고, 그곳에 갈 때마다 그의 두 아들인 보어(Bohr)와 하르나르(Harnard)를 데리고 다녔습니다. 이로 인해 보어는 어린 시절부터 축구를 좋아했고 어린 나이에 프로 축구 경기에 참가했습니다. 그는 20세기 초 덴마크의 가장 유명한 팀 중 하나인 AB 코펜하겐의 골키퍼로 활약했습니다. 나중에 수학자가 된 그의 남동생 Harnard는 덴마크 축구 국가대표팀의 일원으로 1908년 올림픽에 출전하여 결국 은메달을 획득하기도 했습니다.

결국 골키퍼보다 문제 해결이 더 재미있다고 느낀 보르는 축구를 포기하고 축구를 선택했다. 물리학을 전공하기 위해 코펜하겐 대학에 입학했지만, 학교에 다니는 동안 대학 축구팀의 골키퍼로도 활동했습니다. 그는 전문적인 연구에 집중하면서 축구공과 전자가 완전히 다른 운동 법칙을 따르므로 크기가 영향을 미쳤다는 사실을 발견했습니다. 보어가 개척한 양자역학은 미시세계의 놀라운 현상을 이해하는 데 도움이 되고, 고전물리학은 보어가 사랑한 거시적 물체인 축구의 움직임을 설명할 수 있습니다. 하지만 거시적 수준의 축구 움직임은 그리 쉽게 예측할 수 없을 것 같다. 1997년, 브라질의 축구 영웅 호베르투 카를로스(Roberto Carlos)가 놀라운 경로를 통해 프리킥을 골문에 꽂아 세계를 놀라게 했습니다.

뉴턴의 운동 제1법칙에 따르면 모든 물체는 외부 힘이 운동 상태를 변경하게 될 때까지 균일한 선형 운동을 유지하거나 정지해야 합니다. 선수가 공을 차면 공의 방향과 속도가 결정되는데, 공이 회전하게 만드는 힘은 무엇일까요? 바나나 공의 핵심은 '회전'입니다. 공 양쪽의 공기 흐름 속도의 차이로 인해 공의 이동 경로가 달라집니다. 공은 공기를 통해 이동하고 다가오는 공기 흐름은 공 주위로 흐릅니다. 왼쪽의 반시계방향 회전에 의해 생성된 기류는 다가오는 기류에 중첩되어 기류 속도가 빨라집니다. 오른쪽의 시계 방향 회전에 의해 생성된 기류는 다가오는 기류의 일부를 상쇄하므로 기류가 느려집니다.

# #베르누이 정리에 따르면 왼쪽의 압력은 측면이 작고 오른쪽의 압력이 강합니다. 공기 흐름은 오른쪽에서 왼쪽으로 흐르는 경향이 있습니다. 마그누스 효과에 따르면, 왼쪽과 오른쪽의 압력 차이로 인해 공이 측면 힘을 발생시키며, 이 힘으로 인해 공이 결국 왼쪽으로 이동하여 골대를 향해 날아가게 됩니다.

사진 출처:

하이젠베르크는 외향적인 성격을 가지고 있으며 학문적 성취뿐만 아니라 음악, 언어, 등산, 탁구에도 능숙합니다. 라이프치히 대학의 모든 경기에서 타의 추종을 불허하고 승부욕이 대단했다고 한다. 1928년이 되어서야 중국인 학생이 하이델베르그에서 양자론을 공부하러 독일로 건너온 것이 이때부터 하이젠베르크의 탁구 수준이 달라졌다. 학교에서 첫 번째부터 세 번째까지. 그리고 이 학생은 Yang Zhenning의 선생님인 Zhou Peiyuan입니다. Zhou Peiyuan은 젊은 교수의 물리학 재능을 존경했고 Heisenberg도 Zhou Peiyuan의 지식을 인정했습니다. 두 사람은 나이도 비슷하고 탁구를 매우 좋아했으며 매우 잘 지냈습니다. Zhou Peiyuan은 강의를 위해 미국으로 가기 전에 탁구 다과회도 열었습니다. 나중에 Heisenberg는 Zhou Peiyuan의 성격, 작업 태도, 학업 수준 및 결코 잊지 못할 탁구 기술에 대해 공개적으로 여러 번 칭찬했습니다. ㅋㅋㅋ 탁구공은 어떤 방향으로든 상당한 스핀을 가질 수 있으며 선수들은 두 가지 이유로 스핀을 사용합니다. 첫째, 회전하는 공은 회전하지 않는 공과 완전히 다른 궤적을 가지므로 공이 불가능한 각도와 위치에 도달할 수 있습니다. 회전하지 않고 도달합니다. 둘째, 회전하는 공에 상대가 반응하기가 더 어렵습니다.

백스핀 공을 마주하고 있다면 공을 잡았을 때 공은 라켓 표면에 위쪽으로 마찰력을 주고, 라켓 표면은 공에 아래쪽 반력을 주게 되어 공이 쉽게 네트 바닥을 관통합니다.

백스핀 공이 테이블 위로 튕겨 나오면 테이블이 앞으로 마찰력을 받고, 테이블이 공에 뒤로 반력을 주는 이상한 현상도 있습니다. 공이 충분히 빠르게 이동하면 네트를 향해 뒤로 이동할 수 있습니다.

공의 회전은 주로 공과 고무 사이의 마찰에 의해 발생합니다. 포지티브 고무 표면의 입자가 바깥쪽을 향하면 공은 더 느린 속도로 타격되지만 역방향 고무 표면의 입자가 안쪽을 향하면 공은 더 빠른 속도로 타격됩니다. 속도.

별 관찰 옥스퍼드 대학교 조정 팀은 거의 200년의 역사를 가지고 있습니다. 예상치 못한 물리학자는 옥스퍼드 대학교 조정팀의 일원이었습니다(아래 사진, 오른쪽). 사진으로 보면 그는 실제로 강한 사람은 아닌 것 같습니다.

사진은 인터넷에서 가져온 것입니다

하지만 그가 우리 시대 최고의 물리학자인 스티븐 호킹이라는 사실은 상상도 못했을 것입니다! 우리는 호킹이 평생 동안 휠체어에 갇혀 지냈던 것으로 기억하지만, 실제로 그는 근위축성 측삭 경화증이 발병하기 전에 옥스퍼드 대학교 조정팀의 일원이었습니다. 조타수는 조정에 참여하지 않기 때문에 마르고 큰 호킹이 조타수로 이상적인 후보가되었습니다.

조타수로 발탁된 호킹은 정말 신체적으로 유리합니다. 조정은 가장 빠른 수상 스포츠라고 할 수 있으며, 사람과 장비의 무게는 조정 속도에 영향을 미치는 주요 요소 중 하나입니다. 무게가 무거울수록 앞으로 노를 젓을 때 극복해야 할 저항도 커집니다. 장비 무게에 대한 엄격한 규정이 있으며, 경기 전에 각 팀은 자체 조정 보트의 무게를 측정합니다. 무게가 표준보다 낮을 경우 무게를 늘리기 위해 납 무게를 추가해야 합니다. 효과적으로 체중을 감량하려면 사람의 체중부터 시작해야 하기 때문에 조정에 참여하지 않는 조타수라는 아이디어를 생각해 냈습니다. 1900년 올림픽에서 네덜란드 팀은 우승을 차지하기 위해 성인 키잡이를 7세 프랑스 소년으로 교체하여 무게를 줄이고 노 젓는 보트의 저항을 줄이기도 했습니다! 그러나 이러한 현상을 방지하기 위해 조정 경기의 규칙이 변경되었습니다. 처음에는 경주용 보트가 지금처럼 "슬림"하지 않았습니다. 진화 과정에서 모양이 점차 좁아졌습니다. 현대 조정 보트의 폭은 8인용 보트의 경우 57cm, 1인용 보트의 경우 30cm에 불과합니다. 이는 방수 기능도 감소시키기 위한 것입니다. 게다가 노를 젓는 노는 원래 힘든 지렛대였습니다. 1846년 영국인들은 경주용 보트의 양쪽에 노 프레임을 설치하여 보트 밖으로 뻗어 나갔고, 노의 길이를 늘리고 파워 암을 크게 늘렸습니다. 이런 방식으로 선수는 힘을 덜 사용할 수 있고 보트는 더 큰 힘을 얻을 수 있습니다. 이러한 조치는 조정이 수상 스포츠 속도의 왕이 되는 데 도움이 되었습니다.

물리학 세계에서 스포츠 광팬은 그들뿐만이 아닙니다. 칼 세이건은 중학교 때 학교 농구 선수였습니다. 팀 주장. 아인슈타인은 걷기를 좋아했으며 매일 5km를 걸어서 출근했습니다. 그러나 그는 Tesla보다 훨씬 뒤처져 있습니다. 테슬라는 극도로 자기관리가 잘 되어 매일 12~16km를 걸었습니다. 국제적으로 유명한 원자력 과학자 Qian Weichang은 육상 경기에 능숙합니다. 전국 대학 경기에 참가하여 100m 허들에서 3위를 차지했습니다. ... 운동법칙을 연구한 것으로 유명한 물리학자 뉴턴은 이번에는 목록에 없다. 편집자가 자신이 좋아하는 스포츠를 찾지 못했기 때문이지만, 그의 이론이 다양한 스포츠를 연출하는 데 방해가 되는 것은 아니다. .

References

• [1]https://davidson.weizmann.ac . il/en/online/sciencehistory/scientist-who-found-difference-between-Quantum-particle-and-soccer-ball [2]https://gregsttpages.com/archives/general -articles/the-basic-physics-and-mathematics-of-table-tennis/[3]https://davidson.weizmann.ac.il/en/online/askexpert/physics - table-tennis-aka-ping-pong

• [4] CCTV 다큐멘터리 "My Coach Newton"

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• [5] 책 "나의 코치 뉴턴"

• [6] "나, 하이젠베르크"

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[7] "물리학" 2010년 2호, "하이젠베르크와 중국 물리학 공동체" Jin Zhongyu, Wang Shiping 스페인어 "Fun" 월간 1월호

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