200公尺競賽跑道的前伸數

在田徑場上的每一條跑道都包括兩段直跑道和兩個扇形彎道,跑道的長度是跑道內緣邊線的長度田徑場通常有6~8條跑道,內圈第一跑道的長是400公尺,其中兩彎道總長約228.08公尺,兩直段跑道總長約171.92公尺,每條跑道的寬約1.22公尺。



就200公尺短跑競賽而言,因為每一條跑道的
直段跑道長都是171.92÷2=85.96(公尺),所以彎道長是200-85.96=114.04(公尺)。
因為越往外圈的圓半徑越大,以致其弧長越大,因此其跑道的起跑線要往前移,才能維持競賽跑道長是200公尺。而往前移到的位置和第一條跑道的起跑線的距離稱作該跑道的
前伸數。

第一跑道的半圓彎道長114.04公尺,所以半圓彎道的半徑長約114.04÷3.14≒36.3(公尺)。( 圓周率π≒3.14 )

每一條跑道的
直段跑道長是85.96公尺,彎道長是114.04公尺。已知扇形半徑長r,則圓心角θ(弳度)所對的弧長是rθ。

因為跑道的寬是1.22公尺,所以第二跑道的彎道的半徑長是36.3+1.22=37.52(公尺)。因為賽道的彎道長是114.04公尺,所以37.52θ=114.04,因此 θ=114.04÷37.52≒3.039(弳度)。( 3.039弳度大約174度 )

參考圖,AB是第一跑道起跑線,CD是第二跑道起跑線,∠COA=3.14-3.039=0.101(弳度),約5.79度。所以第二跑道的前伸數是37.52×0.101=3.79(公尺)。      (  π =180°  )

利用相同方法可以計算第三跑道起跑線的前伸數,因為第二跑道的彎道的半徑長是36.3+1.22×2=38.74(公尺),所以38.74θ=114.04,因此 θ=114.04÷38.74≒2.944(弳度)。得知第三跑道起跑線的前伸數是38.74×(3.14-2.944)=7.593(公尺)。
由上述可知,第一跑道和第二跑道的起跑線相距3.79公尺(約3.8公尺),第二跑道和第三跑道的起跑線相距7.593-3.79≒3.8(公尺)

 
「200公尺短跑競賽,第n條跑道(n=2~8)的前伸數=(36.3+(n-1)
×1.22)×(3.14-$\large\frac{114.04}{36.3+(n-1)×1.22}$)。」

 

 

同心半圓的半徑若相差1.22,那麼其周長相差1.22π ≒ 1.22×3.14=3.8308,所以200公尺短跑競賽,相鄰跑道的起跑線大約相距3.8公尺。

 


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