羽球物理学-鞭甩发力 与阻抗匹配（以及怎么影响发力效率）

yczzz

月火 发表于 2024-04-30 18:48
我想发的视频应该是这两个
https://b23.tv/dUmQQuI
还有
https://b23.tv/VX55cEs
关于你的视频中看起来像是只有一个动作，我有两个猜想：一个是慢动作中，后面挥鞭人的手在鞭子甩出去后保持了很长时间的静止，所以制动首先肯定是有的。但是可能是因为这根鞭子较轻，回拉的动作很小就能给鞭子一个反方向的力使鞭子制动；第二个猜想是鞭子的连接处的设计可能是那种只能往一个方向弯折的设计，不然不可能再那么长时间内鞭子的根部能保持不向下落。这种情况则是连接结构起到了制动的作用。
我个人倾向于第二种。

另外你说的可能是减速而不是制动，因为实际生活中速度做不到突然变成0，所以其中必然是有减速的。我认为减速对比不减速就意味着根部的动能传导到了尖端，而制动只是其中的极端情况，即速度被减到了0。

关于你说的为什么一个相反的力能够使速度更大，我的理解是这样，在正确的时间施加第二个力会使两个力产生的机械波有相位差，如果控制得好就会使这个波完全叠加而不是抵消。这可能也和阻抗匹配的原理类似：在不同的参数下找到一个时机使控制第二个波的相位使其能够叠加在一起。参考我发的第一个视频，里面回拉都非常明显，但是发力方式与第一个力明显不同，可能是需要使波以一个精确的速度传导到尖端。

关于这一点其实我一直想做一个波动方程的模拟，在测试在不同的材料下（弹性系数不同）的力传导以及第二个力在多长时间的延迟后能够与第一个力起到叠加的作用，但是毕业太久很多东西已经还给老师了，进展比较缓慢。

也很感谢楼主提出的思路和讨论，我在编写回复的时候也一直会有新的想法，一些不确定的或者不知道怎么表达的想法也没有写出来。如果思路看起来比较杂乱的话见谅。
本帖最后由 月火 于 2024-4-30 19:00 编辑

减速也是制动。鞭稍的运动方向开始和根本一样，有个时间会和根部运动方向相反。只要两端的速度大小或方向不一样就是速度差。制动就是为了产生速度差。每一个人在运动时，都有制动产生，但制动的效果不同。同一个人经过训练，制动的效果会改善。在运动时制动无处不在。

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yczzz

wanglin406 发表于 2024-04-30 10:59
谢谢讨论，我在纠结，‘制动’究竟是不是一个错觉

是错觉的理由：
大部分教练不怎么教，包括很多很厉害的人(如视频里的Tobias)，他们会说某一段比如大臂需要停下来，但绝不提躯干主动回拉大臂，版主@球龄七年半 在讨论中说‘ 高远球挥拍动作不强调制动，应该是顺势泄力’不管是制动，还是肌肉出力，都需要2个对象，物体是不能制动自己的，需要另一个物体。肌肉连接这两处，而能量需要转移到某处而不会凭空消失。制动一处，意味着上级在加速，躯干制动大臂，大臂会减速，但躯干会加速向前，意味着能量向下传播，而这意味着效率下降。同时大臂驱动小臂，会同样导致大臂减速，这点看来制动是个错觉，准确的说是减速牛顿摆中能量完美传递，没有制动机制，甚至不存在拉力。一个小球在减速，仅仅是因为它在加速下一个小球，而不是上一个小球回拉这一个鞭子慢动作慢动作视频中，至少这一个里面，鞭子没有回拉，依然是能量的完美传递


不是错觉的理由：
刘辉这么教有不少人这么体会，还有原理帖子
         击球瞬间制动真的有用吗--羽毛球中的物理学
         羽球物理学：鞭打发力完全解析我自己做的碰撞试验，发现对于棍状物体，制动一端会加速另一端这个效应是存在的






本帖最后由 wanglin406 于 2024-4-30 11:08 编辑

制动是对一种运动方式的描述。对多段链接的鞭装物。只要该段两端的运动的速度大小或方向不一样就产生了制动。只要鞭子甩出去，组成鞭子的每一小段的两端运动方向或大小就在不停的变化，一级影响下一级，相互影响。

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Lasghi

我觉得用机械波的理论解释很抽象，仿真难度也很高，既然手臂就是骨头的连接就可以直接用刚体角动的叠加来看呀，动量矩的传动好讲多了，你这完全就是提一些高阶概念，充胖子

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Lasghi

评论区的你们看不懂是因为他完全在扯淡，装高深，真想看懂去知网上搜羽毛球鞭打原理，那几篇引用量高的都不错，有实验依据

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ruraldog

只能说一句都没看懂

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wanglin406

Lasghi 发表于 2024-5-1 19:25
我觉得用机械波的理论解释很抽象，仿真难度也很高，既然手臂就是骨头的连接就可以直接用刚体角动的叠加来看 ...

按你的思路，求解需要两个方程，角动量守恒 和 能量守恒

而能量守恒的前提是 机械波没被反射回去，而这意味着阻抗匹配是一个必须的条件，我写的这篇文章主题是这一点，最终解释了为什么鞭子越来越轻，以及是什么规律越来越轻的

你觉得仿真难度高是因为你觉得，MATLAB可以很好的解决这个问题

wanglin406

月火 发表于 2024-4-30 18:48
我想发的视频应该是这两个
https://b23.tv/dUmQQuI
还有

鞭子的部分来自Smarter Everyday，鞭子上没有单向折弯机制，就是一个标准的鞭子


搬运视频在这里：
https://www.bilibili.com/video/B ... c13280601176532bb88

wanglin406

月火 发表于 2024-4-30 18:48
我想发的视频应该是这两个
https://b23.tv/dUmQQuI
还有

我说的的减速主要来自于后坐，比如说牛顿摆，一个小球之所以停下来，是因为它加速了下一个小球，而不是因为上一个小球拉住它。
但感觉“制动”来自于上一级，如躯干主动回拉大臂


也许回拉是一个驱动波形的后半部分（但有是谁回拉髋部呢？腿是没这个能力的）


我的想法是，借用电学的理论，然后迁移到力学来，电学很容易做的纯粹，所以走得更远

也感谢你的思考，这样的讨论，可以产生更多的思想的碰撞，很有益处

hhh2333333

好专业

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是彦士吗

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yczzz

看明白没有，根部的制动。和鞭子类似。

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yczzz

没有制动就没有运动。

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yczzz

没有制动就没有运动

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Lasghi

wanglin406 发表于 2024-05-02 11:01
按你的思路，求解需要两个方程，角动量守恒 和 能量守恒

而能量守恒的前提是 机械波没被反射回去，而这意味着阻抗匹配是一个必须的条件，我写的这篇文章主题是这一点，最终解释了为什么鞭子越来越轻，以及是什么规律越来越轻的

你觉得仿真难度高是因为你觉得，MATLAB可以很好的解决这个问题

你仿真的可以给我看看吗

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Lasghi

wanglin406 发表于 2024-05-02 11:01
按你的思路，求解需要两个方程，角动量守恒 和 能量守恒

而能量守恒的前提是 机械波没被反射回去，而这意味着阻抗匹配是一个必须的条件，我写的这篇文章主题是这一点，最终解释了为什么鞭子越来越轻，以及是什么规律越来越轻的

你觉得仿真难度高是因为你觉得，MATLAB可以很好的解决这个问题

学习一下你的仿真思路

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wanglin406

Lasghi 发表于 2024-5-2 21:13
你仿真的可以给我看看吗

可以的，邮箱发给我，我发送过去

Lasghi

wanglin406 发表于 2024-05-02 11:01
按你的思路，求解需要两个方程，角动量守恒 和 能量守恒

而能量守恒的前提是 机械波没被反射回去，而这意味着阻抗匹配是一个必须的条件，我写的这篇文章主题是这一点，最终解释了为什么鞭子越来越轻，以及是什么规律越来越轻的

你觉得仿真难度高是因为你觉得，MATLAB可以很好的解决这个问题

我个人感觉鞭子的模型套在这上面还是比较牵强，如果你已经建过模而且仿真正确的话可以发出来看看，而且可以发paper了，我觉得在羽毛球上我们常讲的鞭打还是只是为了更形象的描述这个过程，从波的角度有点故作高深了，我认为从动量矩传递的角度来讲不仅易懂而且建模更贴切而且更容易得到实验验证

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Lasghi

角动量和动量并不守恒，怎么可能守恒呢，可以考虑耗散啊，没别的意思就是非常不喜欢把问题复杂化，然后借此博取流量，本文有抄袭嫌疑不说，并且大部分的读者其实没啥收获的，完全是科研LaJi

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wanglin406

yczzz 发表于 2024-5-2 21:10
没有制动就没有运动
[video=https://qnimg.badmintoncn.com/pic/20240502/1714655413927199_757.jpg]https: ...

没看懂，我的慢动作视频里面，比方说鞭子，有制动吗？

又比如说牛顿摆，有制动吗？


那么你的说法“没有制动就没有运动”从何而来？，刹车坏了车子就开不动了？还是飞机就飞不起来了？

Lasghi

我反对的点不是阻抗匹配，你套这个鞭子模型就肯定要讲阻抗匹配这是知识不是发现，我反对的是你套这个模型的依据在哪里，你这篇文章完全就是把物理课本上关于鞭子和阻抗匹配的内容搬出来然后加上羽毛球这三个字，仅此而已

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