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楼主: 猪的脚趾

理论力学研究生来为大家澄清一些羽球运动中,物理学方面的常见误会。

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发表于 2011-6-17 00:44:41 | 显示全部楼层
2楼的快和重的解释我比较同意,因为球的初速度和方向决定了飞行时间和落点,其他的都只是主观感受。

但是对第一点不太认同,觉得和方向以及容错性没太大关系。确实硬拍面传导力量更直接,爆发力小的人打硬拍,主要是因为挥拍速度不够或击球动作粘滞,导致拍面形变小,当然弹不远。而用低磅可以产生足够的形变,借助网兜的弹力。所以说高磅好控制,因为发力大小和球飞行的速度距离更接近正比,而软拍面则模糊。
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 楼主| 发表于 2011-6-17 00:57:59 | 显示全部楼层
定性分析这些问题基本靠得是物理天赋,学得再多也没用。苍蝇拍握法最容易正拍面击球,楼主你就用苍蝇拍握法 ...
BloodSquare 发表于 2011-6-16 22:29



    小臂内旋是干嘛用的???
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发表于 2011-6-17 01:10:41 | 显示全部楼层
高低磅的一个重要区别在于球接触网的时间长短不一样。mv=ft。低磅形变大,接触球时间长,t大
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发表于 2011-6-17 01:15:02 | 显示全部楼层
LZ的解释无法说明细线比出现的力道大。LS的解释比较合理。
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发表于 2011-6-17 01:17:11 | 显示全部楼层
楼主的解释大部分是正确的
但是忘记了拍面拉多高磅数都是弹性的
最根本的原因不在于能量的损失小
而在于甜区的集中度和碰撞瞬间弦面形变与出球速度的关系
举两个反例
30磅的拍弦张力和一块铁板
假设铁板是透风的而且很轻跟正常的挥速一样
在正拍面的情况下哪个杀球更重呢
蹦床的道理
是在蹦床上跳得高一些呢
还是在大理石地面跳得高一些
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 楼主| 发表于 2011-6-17 02:12:19 | 显示全部楼层
楼主的解释大部分是正确的
但是忘记了拍面拉多高磅数都是弹性的
最根本的原因不在于能量的损失小
而在于 ...
waxbl 发表于 2011-6-17 01:17



    用力学来解释物理现象,虽然说不算深奥,但是要想分析得恰当,不是一件很容易的事情的。物理学里的概念有时候细微的区别,结果就会大相径庭的。你就看看我的分析就好了,干嘛要自以为是,抛出些完全不着边的例子来类比呢?或许在你看来这些例子比较类似吧,但是在专业人士看来,失之毫厘就已经谬以千里了。
    如果非要我给你解释你这些说法的不当之处,第一是会很累,第二你也不懂的。
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发表于 2011-6-17 02:44:12 | 显示全部楼层
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发表于 2011-6-17 02:45:08 | 显示全部楼层
用力学来解释物理现象,虽然说不算深奥,但是要想分析得恰当,不是一件很容易的事情的。物理学里 ...
猪的脚趾 发表于 2011-6-17 02:12



    希望你用严谨点的定性分析,甚至建模用定量分析,有人懂的。
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发表于 2011-6-17 03:00:15 | 显示全部楼层
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发表于 2011-6-17 03:05:17 | 显示全部楼层
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发表于 2011-6-17 03:17:26 | 显示全部楼层
随便画了个图
大概就是这意思,用1-exp拟合的
低挥拍速度下,低磅出球快
高挥拍速度,高磅快
Gibson 发表于 2011-6-17 03:00


这图不错
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发表于 2011-6-17 06:48:04 | 显示全部楼层
回复 30# Gibson

LS的解释和我的经验相符。我既打低磅也打高磅。7kg和26磅。两个拍子都可以出高远球。 但发力的确不同。用7kg的拍子手腕要有明显的抡压的动作,有一点把球压向对方的感觉。球可以轻松打走到底线。 而打26磅的拍子手腕一闪,有点带制动的感觉球也可以打到底线。但是,用7kg的拍子靠手腕一闪球是到不了底线的。而用26磅的拍子,手腕的力根本抡压不上。去就好像有力使不上一样。


LZ和30L都是力学高手。可否就论坛里另一个问题也作一个物理/力学解释。


在“对于羽拍平衡点的误解“  http://bbs.badmintoncn.com/viewthread.php?tid=52893&highlight=%CE%F3%BD%E2
有不同的意见。 LZ和30L可以不可以给一个物理/力学解释。

(如果能得出,每个人一定都能找到和适自己的手胶(重量)的结论。将是很有趣的)
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发表于 2011-6-17 08:01:47 | 显示全部楼层
进来学习
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发表于 2011-6-17 08:17:46 | 显示全部楼层
用力学来解释物理现象,虽然说不算深奥,但是要想分析得恰当,不是一件很容易的事情的。物理学里 ...
猪的脚趾 发表于 2011-6-17 02:12

说实话真不知道某些所谓高材生怎么混出来的
我举的例子不着边际吗
针对你所说的仅是因为碰撞时能量损失小而言
非常的靠谱
足以证明你这个结论的得出是片面的
边际效应放大法都不明白
是挺累人的
如果您觉得我不懂力学我也没办法
物理不只是书本上写那点东西
毛主席说理论联系实际真的太重要了
这是我实习时深刻体会到得震撼(Working in Jaguar)
不想扯太远了
某些砖家们
也许就是这么练就出来的
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发表于 2011-6-17 09:05:44 | 显示全部楼层
本人也是羽球的爱好者,打球四五年之久了。因为专业是是学力学,应该说在物理方面的知识会更丰富些吧。常看 ...
猪的脚趾 发表于 2011-6-16 16:34



    那是动量定理。。。
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 楼主| 发表于 2011-6-17 09:31:46 | 显示全部楼层
本帖最后由 猪的脚趾 于 2011-6-17 11:22 编辑
这个我们早讨论过了
拍面回复时间与动量传递时间恰好匹配,传递能量最大
也就时说,高磅下,拍面回复时间快,挥拍必须也足够快,才能发挥出全部优势,将string储存的能量释放给球
反之,低速挥拍的情况下,要降低磅,这样型变量大,恢复时间于出球时间一致才能释放出全部弹性势能。
低磅下,挥拍过快,导致拍子能量没办法释放,出球就不快。这也是为什么高手用低磅反而打不远。
PS:哥都博士了,打球照样打不过高中生。浮云,都是浮云……
Gibson 发表于 2011-6-17 02:44



可以看到,一个简单的物理过程,影响的因素却很多。针对每一种因素进行定性分析很容易,如果有了数据,定量分析也不难。最难的在于抓住主要因素,忽略次要因素。这就是为啥高中物理里面的定律基本上大家都耳熟能详的,但是遇到高考那些变态物理题很多人仍然晕头转向,不知道该用啥理论来分析了。
我是把拍子击球的过程当作一个瞬间过程,利用标准的碰撞理论进行分析的。考虑的因素有两个:碰撞过程中的能量损失问题和碰撞的角度问题。这位博士大哥是把击球的过程当作一个运动学过程,用力学和运动学理论进行分析的。考虑的因素是:碰撞过程中拍线的弹性形变量。

我也按博士大哥考虑的因素和分析过程来分析一下吧。如果不考虑拍线的质量和惯性,也不考虑拍线在形变过程中的能量损失,因为拍线的质量比起球拍和羽毛球来说比较小,参与形变的也仅仅是拍线中间位置的一部分,这个假设还算是合理的。这样就仅仅是把拍线简化成一个刚度很大的弹簧,把羽毛球简化成一个质量一定的小球。我们可以得到下面图示的这个模型。
                                     image078.jpg
在这个模型里,我们经常见到的是小球去撞带有弹簧的物体,也就是对应现实中的羽毛球去撞球拍。而我们要分析的过程是球拍有一定的速度去撞羽毛球,根据运动学理论,速度是相对的。所以就可以把这个过程当作小球撞物体,这两个过程是等价的,分析结果也会是一样的。

如果我们简化成了这样的模型,很多问题就很容易分析了。我们很容易可以得到下面的几个结论:
第一,弹簧的形变量跟小球的速度成正比。(因为弹簧被压缩到最大时候,弹簧所存储的能量和弹簧的形变量的平方是正比关系,而小球的动能也是和小球的速度的平方是正比关系。)

第二,弹簧的变形时间跟小球的速度无关,只跟弹簧的刚度和小球质量相关。(其实这个是震动学理论中的基本结论之一。举个例子说,音叉的震动频率跟它的形变量无关,只跟音叉自身性质:音叉的刚度和质量分布有关。再举个例子说,钟摆在摆动幅度小于5度的情况下,其摆动频率只跟摆杆的长度和钟摆的质量有关。也是因为钟摆的回复力可以近似看作跟摆动角度成正比,也就是跟弹簧-小球系统是同一个道理的。)这个结论通俗的说就是,羽毛球在拍线上停留的时间,只跟拍线的磅数有关(羽毛球质量一定的情况下),跟挥拍的速度无关。

第三,也是最重要的结论,弹簧恢复到原长的时刻,就是小球与弹簧分离的时刻,这时候弹簧的势能都已经转化成了小球的动能。不信我们做个受力分析就知道了。在弹簧恢复原长之前的任意时刻里,弹簧的回复力是超着小球的方向的。根据牛顿力学,这个力量会推动弹簧本身和小球做加速度运动。我们知道,整个过程中弹簧末端是一直和小球保持接触的,也就是说弹簧的末端的速度跟小球的速度是相同的。当弹簧回复到原长之后,回复力的方向就瞬间发生了改变。弹簧自身就开始做减速运动了,而这时小球还会保持原来的速度不变。也就是说小球在这个时刻和弹簧脱离接触。也就是说,无论弹簧的刚度如何,无论小球的质量如何,弹簧和小球脱离接触一定是在弹簧到达原长的那一瞬间。也就是说不会存在小球和弹簧脱离的时候,弹簧还处于压缩状态,来不及把能量传递给小球的情况出现的。
当然我们也可以用反证法来验证一下,假设弹簧还处于压缩状态,没有到达原长的位置,小球和弹簧已经脱离了接触了。我们来进行一下受力分析,看这种情况符合不符合物理学原理吧。如果弹簧还处于压缩状态,那么弹簧末端一定还受到朝上的回复力作用,也就是说弹簧末端还将处于加速状态。而小球跟弹簧脱离了接触,小球将会处于匀速状态。那这个就完全不符合逻辑了,前一刻弹簧末端还在和小球保持接触,下一刻弹簧仍然在以加速度向上,而小球保持原来速度不变,还能与弹簧末端脱离接触,这个是不可能实现的。
换用通俗的话讲,羽毛球离开拍面的瞬间,一定是拍线变形恢复到跟拍面水平的瞬间。在这个瞬间之前,拍线会一直推动羽毛球加速运动,而在这个瞬间之后,拍线由于回复力方向的改变,开始做减速运动,而羽毛球仍然会保持匀速离开拍面。

说个题外话,你附的图从美学角度来看很漂亮的。当然了,这个图是让你自己观点更加直观更加容易理解的,跟证明毫无关系。只是从图上看,22磅的拍子,在速度是4的时候,和速度是20的时候,击球的效果几乎是一样的。根据经验,如果击球的动作是一致的,挥拍速度越快,击球效果就会越好。不太明白你这arbitrary unit是怎样的一种Unit了,用5倍的速度,或者说25倍的击球能量,打出来的球飞得几乎一样了。

当然了,你回帖说你们已经讨论过了,我没看到帖子,没看到你的分析过程。如果看到的话,或许会讲的更详细更有针对性一些吧。另外,小弟也博士研究生了,但是从不敢奢望打过那些高中生年龄的高手。想那拉差诺因达农14岁就拿到了世青赛冠军了,15岁就开始跟国际成人女单选手们交手了。15岁才是刚刚升入高中的年龄啊。看来,初中里较大的年龄组,水平已经很高啦。莫说是初中男生,女生大概也能虐我没问题了。我的目标,大概就只能是去和小学生比试比试了。。。
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发表于 2011-6-17 09:39:10 | 显示全部楼层
ft=mv2-mv1
正好解释了为什么初学者要用低磅的拍子,高手却喜欢用高磅的拍子。
初学者不会发力,f不够,只好用t来弥补,使球得到更快的飞行速度
高手发力足够强悍,f够了,可以无视t的存在,而且高手需要高磅的拍子打网前小球。
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发表于 2011-6-17 09:46:11 | 显示全部楼层
动量守恒定律:m(拍子)v1+m(球)v2=m(拍子)v1'+m(球)v2'
速度是矢量,有大小和方向,会做的同学应该不难理解。
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发表于 2011-6-17 09:50:14 | 显示全部楼层
回复 12# 猪的脚趾


        动量守恒定律完全不需要考虑能量的损耗与否。
如果是侧面碰撞的话,也应该是用速度的一个分量去计算。
你这个解释是错误的。
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发表于 2011-6-17 10:07:23 | 显示全部楼层
lz的第二个解释是对的,第一个感觉还是有问题,同意Gibson解释的
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