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去尔滨,最好带上力学老师!!!

中国农业大学 中国农业大学 2024-03-23



脆脆鲨,脆脆鲨,一摔一个不吱声~

近日,哈尔滨冰雪大世界火上热搜

南方“小土豆”们纷纷前来围观滑冰

这个冬天你有没有与冰面来一次亲密接触?行走在路上有没有“如履薄冰”?是不是急于找寻一份防滑指南呢?CAUer的力学老师陈奎孚出手啦他从科学角度分析如何避免摔倒还给大家带来严寒冬季的暖心Tips一起来围观吧!


尊嘟假嘟,冰面也分出了三六九等?

近日,不少公众号热衷于为冰面分级,而陈奎孚教授却表示,这样的分级是没有科学依据的!

“网传有人依据冰面分级来对一些危险行动进行指导,实际上,这只是某些小编自己闹着玩的,并没有专业人士就冰面的易摔性和危险性进行分级,即使是同一片冰面,不同位置的冰层厚度、光滑程度也可能不同。

所以,如果只按照某些所谓的“冰面分级”指导行动,可能会忽略一些潜在的危险,从而增加摔倒风险。“决定滑不滑的关键不在于冰面,而在于接触面,仅仅通过视觉对冰面进行硬性分级,也不太合适,需要谨慎参考。

看到这里,你汗流浃背了吗?

一起来看看水落后的石出真相吧!


冰从何处来,又如何背刺我们呢?

人摔倒的本质是由于自身躯体的失衡,而失衡的罪魁祸首,不是毛茸茸的雪,而是滑溜溜的冰。那么冰从哪里来?前一天松软的雪如何悄然变成滑溜溜的冰呢?人在冰面上又如何失去平衡而滑倒呢?根据陈奎孚教授的介绍,这里面有着简单但奇妙的原理。

人行道上长期未融化的冰面

第一种是温差。白天温度较高使部分雪融化,晚上严寒又把水冻成了冰,而且雪的边缘部分的受冷热环境影响大,容易化水成冰,因此不难发现,冰总是形成在雪的边缘。另外由于有时地面温度较高,靠近地面的雪最先融化,但随着夜幕降临,地面的温度又会降低,这样一来,路面又会结冰,隐藏在白雪之下。而这种冰,往往也是让人滑倒的“潜伏杀手”。

第二种则是受到外界的物理直接压力作用。比如路人的行走,汽车过路的挤压等等,让雪本就不稳定的结构被破坏,变成了水(如水的三相图中,向着左上的那条临界线表明压强大时冰的熔点下降),然后又结成了滑滑的冰。


冰面上起舞,是身体本能对你的拯救

走路摔跤看似是一件小事,却蕴含着很大的人体科学知识。“人体在走路时一般通过视觉、前庭系统、脚底感受器来感受周围环境。一般情况下,当人感受有摔倒趋势时,会迅速反应,并通过一定的动作去调整身体以回到平衡状态。但当注意力分散、反应力不够、或者重心变化幅度过大时,人体会因为无法及时调控以致失衡摔倒。因此,使你摔倒的,可能不止是滑溜溜的冰,也可能是没有集中的注意力。



防摔秘籍让你不再“如履薄冰”



滑与不滑,关键在于两个接触面。所以消除滑倒的不利因素,重在鞋底和地面的选择。



根源上:消除不利因素——不给冰雪机会

✦ Tip1:选鞋

婉拒高跟鞋,向所有的不稳定性说拜拜。选择底面较软,纹路较深的鞋面。粗糙、软、易变形,只要你的鞋子全部中招,那么恭喜你,鞋子选对了,这是不易摔倒鞋应具备的基本素养。

增大摩擦因数,减小滑动可能性,防滑鞋套亦是一个棒棒的选择。

✦ Tip2:选地面

①不要走:易滑的地方,如结冰地面、雪的边缘、有雪水瓷砖的地面、斜坡处、反光亮晶晶的冰面。

②哐哐走:雪深处和草地处。雪深处可免除冰面滑动的惊喜与惊吓,草地表面较为粗糙,摩擦力较大,给予足够的安全感。




过程中:虽滑但不倒——逆风翻盘有妙招

人体即使静息站立,心脏搏动和呼吸也会产生扰动,这些都要靠人体来纠正,即人体肌肉会产生纠偏力。正常的人体都会受到一定程度的扰动,所以不可能绝对静止地站在冰面上。那么,在冰面发生滑动后,即将滑倒时及时纠偏,可以通过控制自己的身体姿势,改变重心,使之不倒。可言:虽然要摔倒,但依然有逆风翻盘之机。

✦ Tip1:降低重心以求稳

降低重心的其中秘诀是让身体前倾。身体前倾时,身体重心会自然降低。如此,即便摔倒也是俯趴,且在即将摔倒时,手的随机应变也可以提供保护身体脆弱部分的作用。降低重心的另外一个秘诀是让脚后跟先着地。当行走过程中脚后跟先着地时,肌肉会自动降低重心,又可以增强人体控制能力,让脚尖处于空闲状态,有机会在危难之时发挥调控作用。

✦ Tip2:及时纠偏以求稳

当前庭系统、视觉系统,还有我们的脚感知到身体异常倾斜时,纠偏力可以让人体做到逆风翻盘的效果,一定几率下可以避免人体摔倒。增强锻炼、平时多运动一定程度上可以增强肌肉力量、加快纠偏力产生速度即加速度,从而增快纠偏速度,以在达到临界之前就纠回来。

✦ Tip3:保持积极精神状态以求稳

感知迅速,可以有效减少人体的反应时间。如在雪天时打电话,必然会分散注意力,对周围的危险状况的感知降低,降低纠偏成功的可能性,滑倒的风险大大提高。

✦ Tip4:伸开双臂行走以求稳

企鹅步既然存在必有其存在意义,那么它的科学依据到底是怎样的呢?

企鹅步的显著特征是小步慢走、双手摆起来。首先,从转动惯量的角度进行分析。惯量是以物质质量来度量其惯性大小的物理量。与直线运动相仿,转动时亦有转动的角加速度。转动惯量与跟物体形状有关,越是张开的物体,转动惯量越大。因此当我们在行走的时候,手臂张开可以起到增大转动惯量,减小角加速度的作用,从而延长达到临界摔倒的时间,增大了纠偏力成功发挥作用,挽救大局的可能性。其二,伸开双臂还让双臂处于被快速控制的状态(否则手插兜里掏出来既需要时间,也需要分去注意力),这样实现快速产生纠偏力的效果。其三,伸展的双臂有及时抓住“救命稻草”,亦或是抵御危险,保护自己的功能。

校内后勤人员在除冰铲雪



路漫漫其修远兮,吾以滑冰思行路


尝试是一个极具挑战性的词语,在勇敢的探索中,我们得到了新鲜的体验和曼妙的回忆。冰面虽无科学分级,我们却聆听了一番关于尝试的科学分级。正如滑冰,有些雪面,面善、心也善,给予行人足够的安全感,而有些冰面则暗藏危机,一旦尝试,大概率会摔倒。青年要敢于尝试,亦应该科学尝试。“斜杠青年,奇思妙想”,但尝试一定要有度,因为一旦试错,不仅要承担时间成本,也要承担机会成本。冰面上摔倒了再爬起来无可厚非,而有些边界超越了,便无可挽回。“作为对教育负责任的人,我还是会说有些东西是可以试的,有些东西可以小幅试,有些东西试还是不要试。”陈奎孚教授如是说。

集中注意力冰上前行,可以达到“事半功倍”的效果,既降低摔倒可能性,又可以行稳致远。CAUer的日常生活亦是如此,集中注意力的课堂,才能get到老师的所有曼妙秋波。

“随风潜入,润物无声”,陈奎孚老师的思政育人模式与经验,曾被《中国教育报》和学习强国等媒体报道。一个合格的CAUer应当既在冰上能健步如飞,也能担负起自己的责任行稳致远,做一个“解民生之多艰,育天下之英才”的青年,不负母校的殷切期望。

陈奎孚,中国农业大学力学教授。留学美国和日本,长期从事力学、振动和信号处理、生物医学工程等领域工作。获得北京市优秀教师、北京市教学成果二等奖、宝钢教育基金优秀教师、中国力学学会优秀力学教师和中国农业大学教学成果特等奖等奖励。发表论文100余篇,教材教辅四部。个人运转“图形公式不烦恼”和“找逻辑学英语”公众号。


落雪洒纷飞,化冰却易滑?

醉了这景,伤了那人

在冰面上寸步难行的日子里

谨以此指南

献予公主王子们以平安冰上行

光明的彼岸,平稳的前行

且于徐行中赏冬景

且于稳行中寻梦想





文字 | 石锐 李懿展

摄影 | 人民日报 西宁晚报 哈尔滨冰雪大世界 张智豪 姜承希 陆羲 杨然

编辑 | 温慧颖

责编 | 范晨辉 姜萍萍 勾琳萱 徐世贤



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中国农业大学(ID:iCAU1905)出品【转载请注明来源:中国农业大学微信公众号】


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