文／簡麗賢　

今年2022年冬季奧運代表團，國手林欣蓉是唯一的雪橇選手，雖無緣闖進無舵雪橇女子單人賽的決賽輪，但冬奧初體驗的成績逐次進步，代表團讚譽有加。

林欣蓉在就讀北一女時期是田徑選手，剛好，他們班上的物理課就是由我負責教授。在林欣蓉畢業進入台北教育大學就讀前，一次機緣而轉戰雪橇，鍥而不捨，突破困境，終於一圓冬季奧運選手的美夢。

學生問我：「無舵雪橇競賽，有什麼物理概念？」大哉問。讓我們先認識無舵雪橇競賽的特色，包含需要什麼裝備、比賽的跑道有何特徵、比賽重要規則有哪些……等。

沒有舵板 危險性高



1964年奧地利冬季奧運正式納入無舵雪橇比賽。比賽滑道長度男女不同，女子組約1200公尺，個人競賽以4趟競賽的總時間最短者奪冠。

無舵雪橇前端「沒有舵板」，後端也沒有控制的機動閘，底部只有一對用來滑行的金屬滑板，沒有方向盤，必須依靠選手的身體力量和放鬆或收緊身體的技巧，控制方向，掌握轉彎和速度，比起「有舵雪橇」更難操控。運動員在高度傾斜的冰面上滑行，最高時速可達140公里，是一種危險性高而需要特殊訓練的運動。

無舵雪橇運動頭盔內有一圓形面盔，向下延伸至運動員的下巴，目的為「降低空氣阻力」的影響。連身服是橡膠材質，表面光滑且貼身，亦能減少與空氣接觸的摩擦阻力，並確保比賽過程中隨意飄動。

愈重愈快 平躺減阻



比賽開始時，運動選手將自己推置在賽道上，用釘子手套划離賽道3公尺左右，讓雪橇獲得一定的速度。靠近下坡時，選手從仰臥姿勢開始，保持身體一張一弛，在彎道和直道上行進。在短暫的比賽時間裡，選手必須透過技巧與雪橇合為一體，運用重力、空氣阻力、摩擦力等控制轉彎和掌握高達時速140公里的速度，以及承受坡度高低差的加速度變化帶來的不適。

由於「體重」是影響雪橇速度的重要因素，因此奧運選手重量限制為男子須達90公斤重，女子須達75公斤重。當體重較大時，在斜坡時重力也較大，加速度增加（速率也增快），但是受到空氣作用的阻力影響不大（截面積增加不多），故增大重量成為優勢。

這樣的概念好比「跳傘」，體重較大的選手，向下的重力較大，即使最後重力與空氣阻力達成平衡，但最後合力也較大，加速度、速率也較大。

在雪橇比賽過程中，帶釘手套提供抓地的牽引力，地心引力則是推動選手和雪橇滑行的動力；雪橇和賽道之間的摩擦力是決定速率快慢的其中因素之一。雪橇運動時與空氣接觸的阻力會減緩移動速率，因此人體直躺可減少與空氣的接觸面積，空氣阻力愈小，滑行速率可愈快。

原子校準 有助判斷



在高速的奧運雪橇比賽，成績紀錄1分01秒004，看看數字，金銀銅牌選手成績應該非常接近，因此無舵雪橇比賽計時精確到千分之1秒，而人眨眼一次需要千分之12秒。競爭這麼激烈，不可能用肉眼判斷高低，此時「光速」就是科技幫手。

歷史上的無舵雪橇比賽中，女子金牌和銀牌之間的時間差僅為千分之2秒，是比賽史相差最小的一次。第一名和第二名之間的細微差距引起爭議，要求工程師計算系統誤差或不確定度，最後他們發現不確定度大約為千分之2。於是，帶有原子鐘的GPS衛星定位校準系統，可以精確到10-10秒，讓賽道上的計時器不確定度控制小於千分之2秒。