长跑一开始跑第一的为什么往往坚持不到最后？| 科学DIY

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我想你一定有这样的经验，在跑1千米、8百米、越野，或者在观看马拉松选手比赛的时候，会发现一个奇特的现象：那些一开始就冲得很靠前的人，往往不能坚持到最后，而最后拿第一的人，一般一开始不是冲最前的。

这个现象不仅适用于长跑，还适用于骑车等体育项目。这是因为第一名的选手经常厚积薄发吗？保存实力当然很重要，但是这里还有一个重要的物理因素。

专业选手经常善用这种物理因素规划跑步的团队策略，帮助自己跑第一，甚至破纪录哦！

关键概念

气流牵引

材料和操作

几个活人

下载一些测速仪app，如测人运动速度的 Speedometer 55 GPS Speed & HUD，测风速的 Zephyrus Lite Wind Meter。

你可以一个人跑，也可以和大家一起跑。

在和大家一起跑的时候，尝试跑在队伍的头部、中部和尾部，并在跑步时测算你的速度、风速，并把这些数据，再加上你的体重，输入下面的网址里，就可以估算在队伍不同的位置时你受到空气阻力的影响了。

www.exploratorium.edu/cycling/aerodynamics1.html

在第一栏里分别输入你的跑步速度（英里/小时）、风速（英里/小时）、你的体重（磅）、跑步场地的斜坡倾角，然后点击“Calculate”，就能看到阻力（drag）的大致估算。

原理

跑步、骑车的时候，空气阻力是限制速度的一个很大的障碍。其他条件不变的情况下，一个人的速度越快，受到的空气阻力越大。在平地上，空气阻力占自行车手运动时感知到的阻力的70-90%。

空气阻力主要包括两部分，一是压差阻力 ，二是摩擦阻力。

压差阻力是由于物体前后的压力差而产生的阻力。迎风面积是影响压差阻力的一个主要因素。此外，形状也是影响压差阻力的一个重要方面，不规则的形状可能会造成前后方的巨大压差阻力，而流线型则能够很好地减少压差阻力。

至于和空气产生的摩擦阻力嘛，运动员穿的特殊运动服则能减少摩擦。

职业运动员们当然知道空气阻力对比赛成绩的影响，所以教练、运动员，还有工程们找到了许多提高空气性能的方法。

其中一个策略，叫做气流牵引（drafting，或者slipstreaming）。

气流牵引指的是，几个运动员前后较为紧密地排列，组成一个小团队，利用空气力学的原理取得优势。这个小队的专业术语叫做斜线阵，或者也叫梯形阵。

但是在气流牵引的过程中，第一个运动员总是牺牲品，因为TA所受的空气阻力是最大的。但是仅牺牲一人，就可以让整个斜线阵维持特定速度所付出的能量减少。

其实，许多动物都懂气流牵引的原理，会组队前进减小阻力，比如一会儿排成一，一会儿拍成V的大雁，还有眼斑龙虾（Panulirus argus）。

因此，气流牵引技术很适合需要和空气阻力战斗的赛车、自行车赛、长跑、速滑等运动。当然，气流牵引在不同的运动中演化出了不同的变式。

耐克就曾经和新罕布什尔大学的空气动力学家 Robby Ketchell 合作，设计出了一种特殊的斜线阵队形。耐克的研究发现，对于跑步运动来说，最好的气流牵引策略，是这种箭头队形。

新罕布什尔大学的空气动力学家 Robby Ketchell 发现，对于跑步运动来说，最好的气流牵引策略，是这种箭头队形。

@Wired

西门子 PLM 软件的空气动力学工程师 Stephen Ferguson 和 Chris Beavis 经过计算机模拟估计，在耐克举办的 Nike's Breaking2 比赛中，气流牵引策略让2016年奥运男子马拉松金牌选手、肯尼亚长跑运动员埃鲁德·基普乔格（Eliud Kipchoge）到达终点的时间加快了4分钟。

不过呢，从气流牵引战术的描述中你可以看出，冲在第一个挡风的选手肯定不是种子选手。种子选手往往躲在后面被队友保护着。

当然了，大家都是十年磨一剑，谁愿意在上场的时候做这样的炮灰呢。所以在传统马拉松里，出现了配速员（pacer）这种人设，他们的工作之一就是专业为后方的种子选手挡风。在到达终点之前，这些配速员往往就退出了。

配速员

另外，马拉松时运动员前方的配速车也有挡风的作用。

当然，这也是为什么，不是专业选手的你，一开始一个人傻乎乎地冲在前头，吃了所有的风，最后耗尽了真气无法冲刺。

所以在下一次比赛的时候，建议你搭一下别人的便车，利用一下这个原理，一开始跑在别人后面，让别人吃风，最后再蓄力冲刺。

但是如果旁边没有人愿意帮你吃风，你就只能自力更生了。有些人甚至把空气力学利用到了极致，发展出了超人姿势，看起来效果还不错，但是我不建议你尝试?。