玻璃纖維撐桿本身顯然沒有能量,究竟是何種原因導致了它如此“立竿見影”的功效呢?我們?nèi)绻?ldquo;剛性”的木桿和“柔性”的纖維桿進行對照來做一番簡略討論,將會看到力學中關于能量轉換的最生動演示。
玻璃纖維桿由于重量大大減輕,使運動員持桿助跑的速度得以猛增,而聚集在桿上的動能是和助跑速度的平方成正比的。再說“剛性”撐桿和地面的接觸是“硬碰硬”的撞擊,而“柔性”的纖維桿落地后則更像彈簧的壓縮,兩者造成的能量損失和對人體的沖擊震蕩顯然大不相同。而當玻璃纖維桿變成一條大弧,運動員握桿點和插穴斗的直線距離則如一根弦,和“直挺挺”的不可壓縮的木桿相比,人-桿轉動半徑明顯縮短,豎桿的力矩大大減少,這意味著運動員能夠輕易地提高握桿點。
如果把手中的撐桿當作一個“能量轉換器”――將水平方向助跑的動能轉換為一定高度的重力勢能,那么玻璃纖維桿的最大魅力則來自于它對能量的有效貯存和釋放。當纖維撐桿被壓彎后積蓄了變形勢能,然后將運動員“彈”向空中,等于運動員把水平助跑“掙來的錢”“存入銀行”,接著及時“提取”出來支付垂直上升和跨越橫桿需要付出的“費用”。
撐竿跳高中的“雙鐘擺”效應,指的是以穴斗為支點,以撐竿為主體的“長擺”,和以肩關節(jié)為支點,以人為主體的“短擺”。木桿的“擺長”是不變的,運動員握竿點的軌跡幾乎完全是一個陡起的圓弧,而玻璃纖維桿的“擺長”是變化的,運動員身體重心位移是一個平滑的曲線。這十分有利于提高“擺動”的角速度和減少能量轉換中的損失。