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高远球、杀球、抽球是很多球友们苦苦练习和思索的技术。想必大家找攻略、练习和学习的时候都听过,击球瞬间发力、集中发力、制动等等说法。
那么,瞬间制动真的有用吗?
以下从物理上解决这个原理问题:制动到底有没有用?有多大用?物理学原理是什么?
我们将羽毛球拍简化为一个质量为m的均值杆,通过引拍挥拍,已经给与了它一个均匀向右的速度v。如图
瞬间制动,就是在下端给与一个相反的力F,作用于极短时间t。即给与一个瞬时冲量Ft,如图
现在的问题是,杆的下端肯定减速了。但我们马上要击打羽毛球的是上端。上端的速度变了吗?变大了还是变小了?
接下来是解答。
将杆的速度分为平动速度和转动速度。初始平动速度为向右的v,初始转动速度为0。
赋予的总冲量Ft是向左的,与原平动速度在同一条线上,所以最终平动速度v'的方向没变,大小从冲量定理可得:
mv'=mv-Ft
v'=v-Ft/m
所以平动速度肯定是减小了的。减小了Ft/m。
转动速度呢,我们以杆的中心为转动圆心,设杆长l,转动惯量为:
转动速度从0变为:
而我们关心的最上端的速度,就是平动速度和转动速度加起来。结果是:
所以,结论是:经过一个Ft大小的瞬间制动后,球拍上端的速度从v增加到v+2Ft/m。
我们实际的击球点并不是球拍最上端。球拍总长约680mm,拍框长约250mm,拍框中心大约在球拍1/5-1/6处。如果我们把击球甜点按1/6处算(即在拍框中心靠上一点点)。计算结果为:
在最下端给与Ft的瞬间制动后,甜点处速度上升为v+Ft/m。
拍柄受到的制动越大,甜点处得到的加速效果就越大。
单说Ft比较抽象。讨论典型情况
1,将拍柄的速度从v制动到0。这个时候甜点的速度从v增加到v+0.25v。增加了0.25倍。
2,将拍柄的速度从v制动到-v。这个时候甜点的速度从v增加到v+0.5v。增加了0.5倍。
结论是:
制动真的有用。如果将拍柄制动为静止,则甜点处速度增加到1.25倍。如果将拍柄制动到反向的原来速度,则甜点处速度增加到1.5倍。
本文只讨论制动的效果。
击打瞬间的发力是一个综合过程,制动实际上是加速了球拍的旋转速度,从而增加了击球速度。除了制动之外,还应该同时用手腕手指给与球拍向前的平动速度和旋转速度。这实际上就是一个"甩"的动作。才能最大化击球时刻的甜点速度。
本帖最后由 石景小镇 于 2023-3-1 17:26 编辑
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