乒乓网

 
查看: 492|回复: 12

[讨论] “角度辨力法”的思路原理

[复制链接]
最佳答案
10 
发表于 2020-3-30 13:30:10 | 显示全部楼层 |阅读模式

注册乒乓网,名师1对1指导!

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?立即注册

x
“角度辨力法”的思路原理

    拙帖“击球力中,谁的贡献最大?”发表,提出了一种用身体水平扭转角度来推断正手拉弧圈时,各肢体发力对击球力贡献相对份额的假设,简称“角度判力法”。众多球友对这个不成熟的新提法给了很多热心鼓励与关注,深表感谢!亦有一些误解,下面详细解释一下其中的主要思路和相关原理,供广大球友批判。

    该法总体思路是:1  击球力大小来自球拍速度。2  把拍速看成人体刚体末端水平旋转的线速度,且线速度可换算出相应角速度,与身体扭转角度挂钩。 3 以髋线、肩线、小臂线的旋转角度来推断各肢体对击球力贡献的相对大小。
图1  正手挥拍120度拉弧圈
    下面解释一下该思路的基本原理。(参看图1
    1  击球力(一般为50-150牛顿,耗时1毫秒左右)来自球与球拍的碰撞(图1D点),具体说击球力大小来自球拍速度。碰撞时拍速越大则击球力越大。所以看肢体对击球力的贡献可以参考其对拍速的贡献。设定一些条件,根据动量守恒定理从拍速v10 可估算出出球速度v2,再根据动量定理可算出冲力 F ,即击球力。可证明拍速越大击球力越大。非完全弹性碰撞可引入法向恢复系数 e 计算,结论相同。
         Ft=m2v2–m2v20         m1v1+m2v2=m1v10+m2v20
    2  拉弧圈从引拍结束A到击球瞬间D,全程12的挥拍弧线ABCD,耗时约200毫秒。其间拍速一直都在增大(参看图1,图2)。图中紫圆为人体躯干,红圆为球拍,蓝线为持拍手臂,小绿圆为球。
图2  120度拉弧圈示意图
    根据公式v =ωr,从拍速v可换算出相应旋转角度ω。因弧长与圆心角成正比例关系L=α× r可知,角度越大,弧长越大。
    参看图2击球拍速VD就是在弧线ABCD全程一段一段的加速中积累起来的。假设球员击球发力对球拍是一个匀加速运动(参看图3红线),即球拍在全程弧线ABCD上受力处处相等。换句话说,身体旋转角度越大,意味着球拍在弧线运动中被恒力加速的机会越多,获得的速度增量越大,即对击球拍速VD的贡献份额越大。
公式vi+1=vi+at,或ωi+1 = ωi+βt
图3 拉弧圈实测速度曲线
    3  全身水平转动运动的效果加起来就正比于击球力。而击球动作是由下肢、躯干、上肢共同配合完成的。三者的贡献就可以从转髋、转肩、挥臂(转手)的角度来粗略量度。三个角度的观测线可分别定为髋线,肩线,小臂线。因为挥臂的半径小于转髋和转腰(图4BC<AC),所以乘一个权重系数2/3
如果这个原理说得过去,那么接下来的工作就是测量三个角度,进行数据计算了。
图4  许昕270度挥拍全程示意图
    注意,图4挥拍击球的有效加速段到了右上方小绿球处就结束了(约180度)。后面都是随挥制动阶段。许昕拉球向后引拍角度极大,几乎与球台端线水平。这使得他挥拍加速距离增长,对提高拍速有利。再加上许昕脚长手长且左臂伸直击球,导致旋转加速半径增大,更有利拍速提高。天下第一金左手的美称不是没有原因的。
    本假设模型合理的一面在于击球合力肯定是各肢体发力的总结果,三部分各自都有贡献也是确定无疑的。总希望找一个近似合理的评价方法,免得凭感觉说话,很难达成共识。
    该模型局限也很明显,首先,球拍一直在加速,长的弧线不一定加速时间长(如果它处在低速区呢?)。而且挥拍期间也并不是匀加速的,球拍是受一个变合力在加速。再次,转髋、转肩、挥臂各自也不是一直都在加速的,有一个此消彼长、相互制约的过程。这更增加了问题的复杂性。最后,真实挥拍弧线并不是水平的,而是一种三维立体空间曲线。对复杂的人体力学,考虑得太细致,想建立模型难度有点大。

    有一个相关问题讨论一下。有球友说肌肉力量大的对击球力贡献大,首推大腿臀部。问题是如果击球力要落实到拍速上面来,就要考虑一下,腿部发出这么大的力量(比如100公斤),能全部用来加速球拍吗?当然不是,它要推动几乎整个身体(70公斤)和球拍(0.2公斤)一起加速。F=ma,所得加速度并不会很大。应该说,大多数腿部力量都消耗在给全身加速了。100公斤分摊到球拍,只有0.285公斤。而挥拍力量即使10公斤,加速持拍手臂(4公斤)和球拍(0.2),分摊到加速球拍上的力反而更大,有0.476公斤。

抛砖引玉,欢迎批评!

评分

参与人数 1浮云 +2 收起 理由
往事如梦 + 2

查看全部评分

回复

使用道具 举报

最佳答案
226 
发表于 2020-3-30 14:50:25 | 显示全部楼层
这几个图好
本楼回复(1) 收起
回复 支持 反对

使用道具 举报

最佳答案
9 
发表于 2020-3-30 15:24:37 | 显示全部楼层
本楼回复(1) 收起
回复 支持 反对

使用道具 举报

最佳答案
1 
发表于 2020-3-30 16:18:03 | 显示全部楼层
你这理论,徐玄老师看了都懵逼了
本楼回复(1) 收起
回复 支持 反对

使用道具 举报

最佳答案
1 
发表于 2020-3-30 19:13:24 | 显示全部楼层
大师呀。。
本楼回复(1) 收起
  • 十年砍柴回复 cctv:为了简明起见,原理中间跳过了几个环节,可能会影响理解。但都写出来,解释清楚,篇幅可能要翻一倍,太长了。
    2020-3-31 09:54 AM 回复
回复 支持 反对

使用道具 举报

最佳答案
0 
发表于 2020-3-31 16:01:49 | 显示全部楼层
仔细学习了您的帖子,说实话,对于那些公式、符号、曲线等,一看我就迷晕了,文字部分大概可以看懂,有几点想法,供参考:
1、“大多数腿部力量都消耗在给全身加速了”,这点我基本同意,有些异议的地方在于:感觉上,腿部的许多力量象电流一样传递到了手臂,比您观点传递到手臂的力量要多。打个比方:都说打球象甩鞭子,鞭杆很短的那种鞭子,抖动起来,力量通过鞭身最后传递到鞭鞘,打击到物体上效果与只动鞭鞘(即使两种情况鞭鞘速度很接近),差距会有很大,这说明了一个问题,也就是能量的传递。打球与甩鞭子有区别,中间有肌肉发力的叠加,但能量传递方面也有很多相同点。
2、实际打球中:快攻打法,击球动作小,紧凑干脆,球的效果初速度很快,但其速度衰减的也快;大力弧圈,动作大,更强调腿部、身体的发力,其初速度感觉并不快,但后劲足,似乎球上携带的能量多。两种击球感觉上球拍速度方面差异并不大,原因肯定是击球方式的不同造成的。
3、我多次提到感觉,我的想法是如果大多数高手的感觉相同,那么必有其原因,有些我们知道,有些还不知道,但随着技术与科技的发展,最终能找到科学的解释。

本楼回复(3) 收起
  • 十年砍柴请参看下面的图片,“运动生物力学”西南区体育院校教材所载:有资料指出,低手投掷时各关节的相对作用肩屈占45%,腕屈32%,髋转15%,躯干屈8%。
    他们把下肢与躯干力量看得更低。乒乓球拉弧圈可近似类比侧手投,可参考。
    2020-3-31 04:16 PM 回复
  • 十年砍柴http://img.pingpangwang.com/data/attachment/forum/202003/28/141236fem7o9hc2307c24l.jpg
    2020-3-31 04:17 PM 回复
  • 十年砍柴阁下打球的体会很深刻、很精细。笔者颇感自愧不如,只有好好学习。
    关于三个问题
    1  能量传递肯定是有的,主要是动能,1/2mv^2,还是要落实到拍速上面来。能量是看不见摸不着的。
    2  你说得很对,不转球只有一个动能,旋转球有两个动能,旋转球速度的衰减要慢,不转球衰减要快。可能有一部分是这个原因。
    3  同意你的观点,现在乒乓球理论远远落后于实践,很多东西无法解释。
    2020-3-31 04:42 PM 回复
回复 支持 反对

使用道具 举报

最佳答案
10 
聽楼主| 发表于 2020-3-31 16:17:45 | 显示全部楼层
请参看下面的图片,“运动生物力学”西南区体育院校教材所载:有资料指出,低手投掷时各关节的相对作用肩屈占45%,腕屈32%,髋转15%,躯干屈8%。可见他们把下肢与躯干力量看得更低
乒乓球拉弧圈可近似类比侧手投,可参考。

本楼回复(11) 收起
  • blahness回复 十年砍柴:文章没有提到力,只是动作而已。
    2020-3-31 08:57 PM 回复
  • 十年砍柴回复 blahness:请问,相对作用除了理解成作用力的相对大小,还能理解成什么?请多指教!谢谢!
    2020-3-31 09:21 PM 回复
  • 十年砍柴回复 blahness:低手投主要指保龄球,垒球,羽毛球的低手发球,击球。侧手投指链球,铁饼等。
    2020-3-31 09:37 PM 回复
  • 十年砍柴回复 blahness:你觉得本帖这个假设方法的力学原理站得住吗?或者还有几分道理?这是我最关心的重点。
    2020-3-31 09:58 PM 回复
  • blahness回复 十年砍柴:中间有好几个假设是有问题的。首先,利用动量守恒定律,就知道球得到的动量不单单取决于拍子的速度这么简单,而是整个人的动量。一个卡车撞一个自行车,跟一个小车子撞到一个自行车,就算小车子和卡车的速度一样,但是因为卡车的重量比小车子大不少,自行车被卡车撞的时候飞出去的速度会快很多。这也是为什么蹬转对于击球质量这么重要,因为有了蹬转整个身体的动量就增强不少,能传送给球的动量就因此多出不少。

    2020-4-1 03:48 PM 回复
回复 支持 反对

使用道具 举报

最佳答案
0 
发表于 2020-3-31 16:31:20 | 显示全部楼层

哪屈就能只代表那个部位的发力吗?腕屈占32%,能代表手腕力量占到这个比重吗?我觉得书所表达的意思与你理解的可能不同。另外,这本书说法的权威性有多大?
本楼回复(3) 收起
  • 十年砍柴都是一家之言,姑妄言之,姑妄听之。
    2020-3-31 04:38 PM 回复
  • blahness回复 乒羽鱼:他自己乱理解了,动作幅度和力量泉源是完全不同的概念。
    2020-3-31 08:58 PM 回复
  • 乒羽鱼回复 blahness :简明扼要。
    2020-4-1 09:42 AM 回复
回复 支持 反对

使用道具 举报

最佳答案
1 
发表于 2020-3-31 20:49:52 | 显示全部楼层
好好学习,细细品味。
本楼回复(0) 收起
回复 支持 反对

使用道具 举报

最佳答案
36 
发表于 2020-4-1 12:25:47 | 显示全部楼层
大佬啊,厉害
本楼回复(0) 收起
回复 支持 反对

使用道具 举报

最佳答案
10 
聽楼主| 发表于 2020-4-2 15:24:58 | 显示全部楼层
看到一篇文章谈到投掷铁饼身体旋转时,增长加速距离能提高加速效果。



本楼回复(0) 收起
回复 支持 反对

使用道具 举报

最佳答案
0 
发表于 2020-4-5 00:10:49 | 显示全部楼层
你的精神值得称赞,但路有些偏
只一个问题,挥拍轨迹真的是圆么,一定不是
本楼回复(1) 收起
  • 十年砍柴回复 george000314:要较真,肯定不是圆。只是一个大致的思路:  角度区分各肢体发力是否有点道理?我认为是有的。
    2020-4-5 08:15 AM 回复
回复 支持 反对

使用道具 举报

最佳答案
10 
聽楼主| 发表于 2020-4-6 21:41:42 | 显示全部楼层
高尔夫挥杆旋转幅度


许昕拉球的挥拍幅度与此相近。可观察许昕持拍手的小臂线。




本楼回复(0) 收起
回复 支持 反对

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

快速回复 返回列表 返回顶部