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羽球物理学-木是什么感觉(以及会如何影响系统响应)

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 楼主| 发表于 2024-3-10 18:10:28 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
生活中的例子
车子上面往往有这个东西:减震器,实际上是两个元件组成的,弹簧和阻尼器。
弹簧决定硬度,而里面的阻尼器,它会吸收震荡,这个就是’木’
简单地说,木就是阻力,就像棉花枕头,一拳打过去,有抵抗,却没什么反弹,存起来的能量被消耗在各种阻力上了。


准确的说
木就是,你推它,它会退让,你松开它,它不会弹回来
木是硬吗?不是
硬也可以弹,软也可以弹,一个硬的弹簧和软的弹簧都可以很弹,往往都不木。看前面的例子,弹簧和阻尼器是两个不同的元件,也是两个不同的概念。

更严格的说,一个物体,只要没有复杂的逻辑元件,只考虑一个方向的运动,再忽略一些非线性情况,就只剩3个属性了:
力  与   位置,即位置                关系
力  与   速度,即位置 的      微分的关系
力  与速度,即位置 的二次微分的关系

分别是弹力,阻力,惯性力

m越大,越重,惯性越大,想体验就往拍头加重,参考之前写的,挥重是什么
c 越大,越木,阻尼越大,想体验就往拍头蒙塑料袋
k 越大,越硬,刚性越大,越难产生变形,这个很好理解

如果还是看之前的例子,车子自重就是m,而车子上面装的阻尼器是c,减震器的弹簧是k

对于有限的驱动力,你希望这三个都越小越好。不过还好的是弹性力和惯性力都是可以存储能量的,会吸收能量也会释放能量,身体出了力,只是换种形式存起来,物理上叫虚功,不过阻力不一样,它是纯消耗的,物理上叫做实功。

所以当初学时,驱动力量不够,往往会选轻的或者重量适中的,弹的,软的拍子
尤其是这时候高远球很重要,木作为纯消耗的阻力,影响发力效率很讨人厌

高端拍子往往很难驾驭,就是因为更有特点,更重也更硬,通常高端拍(尤其是现在)会比较弹
打不动一个球拍,这三者(重木硬)都是可能原因,但感觉不同。单独来看,太重你会发现速度起不来,速度起来了以后停不下来;太硬会启动困难,而且感觉不出形变,或者恢复时间太短。太木虽然有形变却好像释放不出来。
m和k两者都会存储能量,不过,一个相位超前,一个滞后。从击球时机的角度看来,两者在会相互抵消,所以重的球拍往往都硬


的来源
主要是拍头的空气阻力,以及中杆材料之间的摩擦
更严格的说,这两者有所不同,前面提的是我比较熟悉的线性的木,实际上有非线性的木的

空气阻力,在高速时会出现湍流,阻力大小和速度二次方成正比
中杆内部的摩擦力,基本大小不变

阻尼来自于摩擦以及空气阻力,所以粗中杆往往比较木,尤其是老材料;盒式拍框也会增加空气阻力而比较木
但这两者往往比较稳,抗扭好

不过非线性分析难度比较高,传统研究成果不多,通用结论很少,我就不深入了。接下来的分析还是假设阻尼是线性的,阻力大小和速度成正比


木真的一无是处吗?

我个人觉得不木是个好事,应该是我实力还没到,但也有人觉得有点木,出多少力就有多少效果也有好处

不过我也能试着解释
这在自动化领域,就是二阶低通滤波器啊,通低频阻高频,可以快速滤掉不想要的震荡,快速停在你想要的位置。在网前有用也能说得通哦,所以@BXSM才说出想多少力打出什么样的球


有个概念叫做系统的阻尼比,描述系统在达到新的平衡位置之前 振荡及衰减的情形,由刚才说的惯性,阻尼和刚性 m c k 共同决定
特别木的,甚至不会震起来,即’过阻尼’(阻尼比超过1),一点都不木的(阻尼比接近0),振动可以持续很久。车子想在颠簸后快速停下震荡,阻尼比就要调校到0.7附近(注:实际上为了舒适会调校到0.3附近)

球拍是欠阻尼,震荡幅度是指数衰减的,而阻尼比越大震荡衰减越快,越能快速到达指定位置,然后受控的停在那里,打出一个好的搓球,而不是将其弹飞

不过这吸收能量的角色,也可以由肌肉完成,球拍增加阻尼我不确定是好是坏,在后场肯定是坏的,但在前场还真有点好处。


总的来说
阻尼会吸收能量,所以会觉得不够弹,后场不够有力
阻尼会吸收震荡,前场会更稳。或者说,一个拍子,自己震荡久久不平静,它的落点就不太可控
阻尼会吸振,所以也会减少反馈,打感就模糊了(这点我还有点疑问)



附:有趣的小知识
比喻过来,弹性就是电容,木就是电阻,惯性就是电感!

实际使用时,材料不仅仅有我们设计需要的属性,还会附属一些其他的属性。这导致很难制作一个纯粹的弹簧(中杆),只有弹性,而没有附带惯性和阻性。就像便宜的铝电解电容,就不太适合高频电路,有点木(带了寄生电阻),有点重(带了寄生电感),不够纯粹


而这引出下一篇,主题是  阻抗匹配

本帖最后由 wanglin406 于 2024-4-24 11:15 编辑

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来自 2楼
发表于 2024-3-12 09:15:15 | 只看该作者
很有意思的理论分析。
对于“木”,根据这个理论我有两个对比的球拍,美津浓TC700和YY的ZF2。这两个都是我的主力拍,700明显中国要粗和硬,击球的弹性反馈较少,更多是反应了你自身输出力量的大小,ZF就不多说了,细中杆,弹性出众。
打男双的时候,我会更愿意上ZF2,主打暴力进攻,借助其良好的弹性来增加威力;打混双就愿意用700,增加控制的精确性。这种选择也侧面反映了这两个双打项目的细微差别。
也许,这也是对这个理论的一个实际反馈。
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3
发表于 2024-3-10 18:31:26 来自中羽APP | 只看该作者
讲太细了有没总结
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4
 楼主| 发表于 2024-3-10 22:12:30 | 只看该作者

写了呀

‘木’就是各种阻力对能量的损耗
不过因此稳定的更快
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5
发表于 2024-3-11 08:39:07 | 只看该作者
我总是很佩服理科大神的。
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6
发表于 2024-3-11 09:21:40 | 只看该作者
和木相反的概念就是震手,打完球还拍子还在抖
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7
 楼主| 发表于 2024-3-11 11:20:48 | 只看该作者
AX000 发表于 2024-3-11 09:21
和木相反的概念就是震手,打完球还拍子还在抖

木,即阻尼,就是阻抑、减弱,意味着吸震能力
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8
发表于 2024-3-11 13:37:25 来自中羽APP | 只看该作者
个人也喜欢木一点的打感,发力反馈会清晰一些。
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9
 楼主| 发表于 2024-3-11 17:52:15 | 只看该作者
火火龙 发表于 2024-3-11 13:37
个人也喜欢木一点的打感,发力反馈会清晰一些。

我自己有点疑问,更木的球拍,反馈究竟是更清晰还是更模糊?
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10
发表于 2024-3-12 09:27:06 来自中羽APP | 只看该作者
wanglin406 发表于 2024-03-11 17:52
我自己有点疑问,更木的球拍,反馈究竟是更清晰还是更模糊?

应该说大发力出去那一下拍面反馈是模糊的,但打感扎实,因为没太多的反震。小发力很受控。这是我所谓的清晰
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11
发表于 2024-3-12 09:30:27 来自中羽APP | 只看该作者
wanglin406 发表于 2024-03-11 17:52
我自己有点疑问,更木的球拍,反馈究竟是更清晰还是更模糊?

注意,按你的分析,弹跟木不是对立的,是可以并存的,所以弹而木的应该就是弹且稳
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12
发表于 2024-3-12 10:02:05 来自中羽APP | 只看该作者
wanglin406 发表于 2024-03-11 17:52
我自己有点疑问,更木的球拍,反馈究竟是更清晰还是更模糊?

分析了球拍的频率响应,那就看你的激励源的能给到什么频率,然后再看输出结果,这样才能确定到底是模糊还是清晰。

如果球拍木,那么频率反馈就低就慢,适合激励源为宽幅的,大动作;如果球拍弹,刚性强,那么适合短发力,窄波输入。

球拍也比较复杂,还分拍线,拍头,中杆,甚至手柄,都可以切割开去重新组合分析他们的频率,那就太复杂了
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13
发表于 2024-3-12 10:10:45 来自中羽APP | 只看该作者
大佬,能分析下挥拍的声音(频率)和挥速的关系吗?比如用手机的频谱分析app,能不能估算两次挥拍速度的百分比差(第二次比第一次快20%)之类的。
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14
 楼主| 发表于 2024-3-12 10:19:49 | 只看该作者
xinshoucainiao 发表于 2024-3-12 10:02
分析了球拍的频率响应,那就看你的激励源的能给到什么频率,然后再看输出结果,这样才能确定到底是模糊还 ...

噢,你说的其实不是击球反馈,而是挥拍效果,是我正在写的下一章《阻抗匹配与鞭打发力》:负载如何从激励源获取最大能量。这一篇是前篇,说了负载基本只有3个属性,重,木,硬
你说的基本对,越轻,越硬,适合发力越短。其实思路对了,也没那么复杂,不是无法分析的
本帖最后由 wanglin406 于 2024-3-12 10:21 编辑
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15
发表于 2024-3-12 10:36:44 来自中羽APP | 只看该作者
有人分享挥拍感受时说:拍子在手里震个不停。按照楼主的分析,这种“震个不停”的感受,比较容易出现在阻尼比较小的拍子上。有些人打不出来这感受,1,可能因为发力不对,2,也可能因为拍子本身就不容易震(阻尼大),对吧?因此也不必苛责纠结自己没有这感觉。

另,在分享感受的时候加上拍子型号等参数是有参考价值的
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16
发表于 2024-3-12 10:45:33 | 只看该作者
感谢你一本征集的胡说八道
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17
发表于 2024-3-12 13:32:35 来自中羽APP | 只看该作者
球拍倒是真没有过阻尼的
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18
发表于 2024-3-12 13:41:09 来自中羽APP | 只看该作者
xiushiyu 发表于 2024-03-12 13:32
球拍倒是真没有过阻尼的

倒是一般拍子阻尼大点会延迟回弹 可以充分发力 像雷霆100那种又硬又弹的真的没法充分发力
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19
发表于 2024-3-12 14:05:49 来自中羽APP | 只看该作者
wanglin406 发表于 2024-03-12 10:19
噢,你说的其实不是击球反馈,而是挥拍效果,是我正在写的下一章《阻抗匹配与鞭打发力》:负载如何从激励源获取最大能量。这一篇是前篇,说了负载基本只有3个属性,重,木,硬
你说的基本对,越轻,越硬,适合发力越短。其实思路对了,也没那么复杂,不是无法分析的


本帖最后由 wanglin406 于 2024-3-12 10:21 编辑

那可能我表达的不完整,只是挥拍动作,挥不出木不木的,只有出现振动时(击球),才有反馈。如果反馈慢,那么与大动作可以形成共振,效益最大化,如果反馈快,那么就要与短发力去共振。如果反馈频率快,还是采用大动作,那就振手,如果反馈慢,还用短动作,那就是木
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20
发表于 2024-3-12 14:08:27 来自中羽APP | 只看该作者
wanglin406 发表于 2024-03-12 10:19
噢,你说的其实不是击球反馈,而是挥拍效果,是我正在写的下一章《阻抗匹配与鞭打发力》:负载如何从激励源获取最大能量。这一篇是前篇,说了负载基本只有3个属性,重,木,硬
你说的基本对,越轻,越硬,适合发力越短。其实思路对了,也没那么复杂,不是无法分析的


本帖最后由 wanglin406 于 2024-3-12 10:21 编辑

期待你的连续大作,论坛就是应该多一些你这样的认真理性和科学的分析的,理不辨不明
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