世界上最優秀的單板跳臺滑雪運動員將一個個從陡峭的斜坡上衝下來，從巨大的懸崖跳臺上飛躍而起，並在空中飛速旋轉、翻轉，動作之快、之複雜，甚至需要慢動作回放才能看清。
單板滑雪大跳臺將於本月在韓國平昌首次亮相冬季奧運會，同時亮相的還有速度滑冰集體出發和冰壺混雙。單板滑雪大跳臺賽事有望成為一大亮點，其 49 米高的斜坡是世界上最高的斜坡之一，有望創造令人歎為觀止的新技巧，但也可能出現壯觀且潛在危險的摔倒場面。
為了在這項比賽中脫穎而出，單板滑雪運動員必須控制住緊張情緒和腎上腺素，同時本能地掌握角動量、能量守恆和雪熱力學，以及拋射運動（將自己作為拋射物）。接下來是著陸：起跳時機稍有偏差，或者技巧做得過多，都可能導致手腕、腳踝、膝蓋骨折，甚至在快速落地時造成更嚴重的傷害。
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堪薩斯州立大學物理學家邁克爾·奧謝說：“一些運動員可能會開發出新的技巧，因為這個跳臺比以前的比賽跳臺更高。”奧謝曾撰寫和教授有關戶外運動物理學的文章。但新的機遇也帶來了新的挑戰。奧謝指出，由於運動員在空中停留的時間更長，他們將不得不對風速做出更多調整。如果光線或能見度不佳，“他們最好在腦海中有一個計時器，知道自己在空中可以旋轉多久，”他說。“當你以每小時 50 英里的速度行進時，很難看清迎面而來的地面。”
今年值得關注的單板滑雪運動員包括加拿大的麥克斯·帕羅特和奧地利的安娜·加塞爾，他們都在上個月底在科羅拉多州阿斯彭舉行的冬季 X Games 極限運動會上獲得第一名。帕羅特以令人印象深刻的 cab 1800 三週跳和正面三週 1440 領先男子組。這意味著在側身且方向與自然站姿相反的情況下完成五次完整旋轉，以及在正面方向完成四次完整旋轉。（數字是旋轉度數。）在 X Games 極限運動會上，帕羅特每次都穩穩落地。
從物理學角度來看，帕羅特、加塞爾和其他領先者與競爭對手的區別在於，他們幾乎能夠本能地以複雜的方式操縱自己的身體，在空中旋轉、扭動和移動，同時利用他們從地面起跳時獲得的角動量——一旦他們進入空中，這個因素就無法改變。任何繞軸旋轉的物體，如旋轉的陀螺，都傾向於以相同的速度繼續旋轉，除非有東西阻礙它，或者它改變了形狀。（角動量是慣性矩——旋轉的人“展開”的程度——以及他們旋轉速度的乘積。）例如，如果單板滑雪運動員在空中收回手臂，他們就會旋轉得更快；伸出手臂則會產生相反的效果。然而，角動量的總量幾乎保持不變——除了少量因空氣阻力而損失。因此，如果旋轉的滑雪者收回四肢，降低他們的慣性矩，旋轉速度就必須加快，以保持動量恆定。
“如果貓從一定高度墜落，它可以扭動身體並用腳著地。單板跳臺滑雪運動員也是如此——但這就像從 16 層樓高的建築上墜落，”加州大學戴維斯分校的天體物理學家馬魯莎·布拉達奇說，她教授一門關於“加州運動”物理學的課程，其中包括滑雪和衝浪。一隻下落的貓會將前腿收攏到一側，並將後腿向相反方向伸展，改變其慣性矩，使身體前部短暫地旋轉得更快，從而使其能夠在不借助任何外力的情況下扭動身體。然而，與貓不同的是，滑雪者的腳被綁在滑雪板上。
此外，跳臺的精確形狀也會影響運動員的動量；例如，一個急劇向上彎曲的跳臺會引起向後旋轉。單板滑雪運動員也可能因雪地中可變的地形特徵（例如，先前滑雪者磨出的冰槽）而在起跳時獲得額外的意外角度。這可能會直接影響技巧和著陸——這是大多數傷害發生的時候。“我相信你可以設計一個跳臺，在衝擊力方面內建安全性，”科羅拉多礦業學院的物理學家詹姆斯·麥克尼爾說，他曾為冬季地形公園跳臺建模。“這並不意味著你不會受傷，但受傷的可能性降低了，而且即使受傷，嚴重程度也會降低。”
“這些[單板滑雪運動員]知道自己在做什麼；他們能夠在飛行中控制自己的身體。對他們來說，問題是他們落地時有多重，”麥克尼爾的同事、加州大學戴維斯分校的機械和航空工程師蒙特·哈伯德說。
大多數單板滑雪跳臺都有一個起跳點，然後是一個平坦區域，滑雪者在上面表演技巧，然後是一個向下傾斜的最大坡度為 40 度的著陸區。許多單板滑雪損傷發生在滑雪者摔倒在平坦區域時；但平昌的跳臺取消了平坦區域，只有向下的斜坡供他們著陸。物理學家使用“等效墜落高度”的概念來量化這種情況下的潛在衝擊力。一個人從 49 米的高度垂直下落肯定會受傷。但是，當單板滑雪運動員以一定角度著陸並繼續沿斜坡向下移動時，衝擊力相當於從較低的高度墜落；滑雪者的部分重力勢能轉化為向前運動的動能。因此，在更陡峭的向下角度著陸更安全。首先，膝蓋需要吸收的能量要少得多。
國際滑雪聯合會 (FIS) 公園和管道賽事主管羅伯託·莫雷西在一封電子郵件回覆中寫道：“在[跳臺]設計階段，我們會仔細檢視所有測量資料和飛行曲線，同時考慮起飛角度和著陸角度。”“一個好的跳臺是當著陸時，他們幾乎感覺不到衝擊力，這就是我們的目標。”國際奧委會承認 FIS 在世界範圍內管理滑雪和單板滑雪比賽。為了設計和維護跳臺，平昌奧運會組委會和韓國滑雪協會與德國的體育基礎設施公司 Schneestern 簽訂了合同。
儘管採取了所有物理預防措施，莫雷西還是對天氣表示擔憂——這是組織者無法控制的變數。如果賽事遭遇大雪、強風或濃霧，或者賽道上積聚冰和車轍，運動員將面臨艱難的時刻。但如果天氣條件配合，那麼最重要的將是運動員在起跳和著陸之間那激動人心的短短幾秒內所做的事情。