首页
/
每日頭條
/
圖文
/
力法公式詳解
力法公式詳解
更新时间:2025-04-03 11:32:29

拙帖“擊球力中,誰的貢獻最大?”發表,提出了一種用身體水平扭轉角度來推斷正手拉弧圈時,各肢體發力對擊球力貢獻相對份額的假設,簡稱“角度辨力法”。下面詳細解釋一下其中的主要思路和相關原理。

該法總體思路是:1 擊球力大小來自球拍速度。2 把拍速看成人體剛體末端水平旋轉的線速度,且線速度可換算出相應角速度,與身體扭轉角度挂鈎。 3 以髋線、肩線、小臂線的旋轉角度來推斷各肢體對擊球力貢獻的相對大小。

力法公式詳解(角度辨力法的思路及原理)1

圖1 正手揮拍120度拉弧圈

下面解釋一下該思路的基本原理。(參看圖1)

1 擊球力(一般為50-150牛頓,耗時1毫秒左右)來自球與球拍的碰撞(圖1,D點),具體說擊球力大小來自球拍速度。碰撞時拍速越大則擊球力越大。所以看肢體對擊球力的貢獻可以參考其對拍速的貢獻。設定一些條件,根據動量守恒定理從拍速v10 可估算出出球速度v2,再根據動量定理可算出沖力 F ,即擊球力。可證明拍速越大擊球力越大。非完全彈性碰撞可引入法向恢複系數 e 計算,結論相同。公式, Ft=m2v2–m2v20, m1v1 m2v2=m1v10 m2v20

2 拉弧圈從引拍結束A到擊球瞬間D,全程1到2米的揮拍弧線ABCD,耗時約200毫秒。其間拍速一直都在增大(參看圖1,圖2)。圖中紫圓為人體軀幹,紅圓為球拍,藍線為持拍手臂,小綠圓為乒乓球。

力法公式詳解(角度辨力法的思路及原理)2

圖2 120度拉弧圈動畫圖

根據公式v =ωr,從拍速v可換算出相應旋轉角速度ω。因弧長與圓心角成正比例關系L=α×r可知,角度越大,弧長越大。

參看圖2,擊球拍速VD就是在弧線ABCD的全程一段一段的加速中積累起來的。假設球員擊球發力對球拍是一個勻加速運動(參看圖3紅線),即球拍在全程弧線ABCD上受力處處相等。換句話說,身體旋轉角度越大,意味着球拍在弧線運動中被恒力加速的機會越多,獲得的速度增量越大,即對擊球拍速VD的貢獻份額越大。公式vi 1=vi at,或ωi 1 = ωi βt

力法公式詳解(角度辨力法的思路及原理)3

圖3 拉弧圈實測速度曲線

3 全身水平轉動運動的效果加起來就正比于擊球力。而擊球動作是由下肢、軀幹、上肢共同配合完成的。三者的貢獻就可以從轉髋、轉肩、揮臂(轉手)的角度來粗略量度。三個角度的觀測線可分别定為髋線,肩線,小臂線。因為揮臂的半徑小于轉髋和轉腰(圖4中BC<AC),所以乘一個權重系數2/3。如果這個原理說得過去,那麼接下來的工作就是測量三個角度,進行數據計算了。

力法公式詳解(角度辨力法的思路及原理)4

圖4 270度揮拍全程示意圖

注意,圖4揮拍擊球的有效加速段到了右上方小綠球處就結束了(約180度)。後面都是随揮制動階段。

本假設模型合理的一面在于擊球合力肯定是各肢體發力的總結果,三部分各自都有貢獻也是确定無疑的。總希望找一個近似合理的評價方法,免得憑感覺說話,很難達成共識。

該模型局限也很明顯,首先,球拍一直在加速,長的弧線不一定加速時間長(如果它處在低速區呢?)。而且揮拍期間也并不是勻加速的,球拍是受一個變合力在加速。再次,轉髋、轉肩、揮臂各自也不是一直都在加速的,有一個此消彼長、相互制約的過程。這更增加了問題的複雜性。最後,真實揮拍弧線并不是水平的,而是一種三維立體空間曲線。對複雜的人體力學,考慮得太細緻,想建立模型難度有點大。

有一個相關問題讨論一下。有球友說肌肉力量大的對擊球力貢獻大,首推大腿臀部。問題是如果擊球力要落實到拍速上面來,就要考慮一下,腿部發出這麼大的力量(比如100公斤),能全部用來加速球拍嗎?當然不是,它要推動幾乎整個身體(70公斤)和球拍(0.2公斤)一起加速。F=ma,所得加速度并不會很大。應該說,大多數腿部力量都消耗在給全身加速了。100公斤分攤到球拍,隻有0.285公斤。而手臂揮拍力量即使10公斤,加速持拍手臂(4公斤)和球拍(0.2),分攤到加速球拍上的力反而更大,有0.476公斤。

,
Comments
Welcome to tft每日頭條 comments! Please keep conversations courteous and on-topic. To fosterproductive and respectful conversations, you may see comments from our Community Managers.
Sign up to post
Sort by
Show More Comments
推荐阅读
石家莊南延鐵路規劃圖
石家莊南延鐵路規劃圖
本報訊(記者宋鈞)10月31日,記者從省鐵路建設管理辦公室獲悉,石家莊至雄安新區将建城際鐵路,線路全長約161.48公裡,在我市境内78公裡,設站5座。石雄城際位于我市和保定市境内,是京津冀城際鐵路網和雄安新區及周邊地區鐵路布局規劃的重要組...
2025-04-03
無形資産如何進行評估
無形資産如何進行評估
無形資産在當今市場中逐步成為企業競争力的一大核心,如何很好地使用和管理企業無形資産就成為企業興衰成敗的關鍵。然而,重“有形”、輕“無形”的觀念造成企業價值的低估。本文首先對無形資産的定義進行對比,選取更為合理的定義,進而對當前無形資産評估與...
2025-04-03
散打有哪三種拳法
散打有哪三種拳法
散打,是我們傳統武術的重要内容,古代稱徒搏、手搏、相搏、拍張、拤、手相搏、白打、打擂台等多種稱謂。武術典籍中關于散打的論述既精辟,又完整,所用述語,今人已不多見。為了更好繼承發展散打技術。選了一些述語,根據我多年實踐體會加以解釋,以供愛好者...
2025-04-03
高彈棉和七孔棉的區别
高彈棉和七孔棉的區别
支數表示紗線的一種方式,即在公定回潮率條件下(8.5%),重量為一磅(約453.59g)的細紗中,有多少個每絞長度為840碼(約0.9144米)的絞紗,即為多少支數。簡單點說,就是一磅棉花做成40個每絞長度840碼的紗,就是40支;做成60...
2025-04-03
叫孩子半天都不動怎麼辦
叫孩子半天都不動怎麼辦
來自笑笑媽媽的咨詢:多媽媽你好,兒子馬上9歲了,很聰明,就是做事非常拖拉,不願意幹,而且特别會找借口。玩具玩好了不收拾,我提醒他,他會說:“我不是不收拾,我等下還要玩呢!”但其實根本沒有繼續玩,過一會兒就去做其他事了。催孩子寫作業,兒子會說...
2025-04-03
Copyright 2023-2025 - www.tftnews.com All Rights Reserved