羽毛球发力之旋转的秘密

羽毛球是圆的,所以我想羽毛球技术多半跟旋转有关,因此做了一些研究,写下了这篇文章,希望对一些迷茫的爱好者有一点启发!!!

惯性:物体保持静止状态或运动状态的性质

这是很小的时候就明白的一个道理,也是之后要谈到的旋转理论的基础,下图的牛顿摆是具有典型意义的惯性作用,两侧的球体来回传递着能量,保持着动量守恒。

在高级物理学里,这个理论在羽毛球技术领域就要上升到角动量守恒定律

角动量:物体以旋转的方式移动而产生的动量值,这个值跟旋转半径旋转速度以及物体本身的质量(重量)有关。

角动量守恒定律:在一个转动体系中整体的角动量保持不变。

1)理论一:自转变速效应

自转物体最大半径的变化跟转速成反比,也就说当地缩小自转物体的最大半径,转速就会变快,反之,扩大旋转半径,转速就会变慢

感兴趣的爱好者可以用家里转椅体会一下,如下图旋转后当哑铃回到中间,半径缩小,转椅会加速,反之,则会减速

这个理论在花样滑冰高台跳水中经常被用到

花样滑冰表演者先打开大腿和手臂自转,然后收起手臂转速就会变快,产生漂亮的自转动作,完成动作后再打开手臂和大腿帮助减速刹车

跳水运动在起跳后收拢身体,产生快速的转体动作,入水前打开身体转速就会变慢,便于掌控入水形态。

自转加速的应用

第一个旋转:从侧身架拍开始(双臂打开),经蹬地转胯~弓背展肩非持拍手臂下压并贴向身体),到扭腰转肩持拍手臂向上甩出并靠近运动轴)结束。

这个旋转以身体为轴,先转胯,后转肩,纵向转肩时,手臂收拢,缩小了纵轴方向的旋转半径,旋转被加速(也就是转肩加速)

2)理论二:螺旋加速效应

基于角动量守恒定律,在一个旋转体系里,头部物体后产生角动量,并向尾端传递,尾端的旋转速度会越来越快(比如:鞭子、双截棍、三节棍等)。这个过程将需要2个必要条件:

第一:物体在传递动量后旋转速度降为零

第二:被传递的物体质量逐渐缩小

下图中明显可以看到双截棍的另一段,速度已经快到肉眼无法看清

螺旋加速效应只是其中的一种应用,很多人称之为甩鞭效应

下图的仿真测试结果,鞭梢的速度瞬间可以达到音速

甩鞭仿真示意

螺旋加速的应用

第二个旋转:从展肩弓背开始,经过收腹抬肩顶肘(向上甩出大臂、收紧小臂)、向上甩出小臂到手腕内旋内收击球结束。

第一个旋转以身体为轴,纵向转肩时,手臂收拢,缩小了纵轴方向的旋转半径,旋转被加速(也就是转肩加速)—加速A;

第二个旋转以腰部为轴,横向收腹时,手臂收拢,持拍手屈臂倒拍,同样缩小了横轴方向的旋转半径,旋转被加速(也就是收腹加速)—加速B;

这两个加速先后叠加并传递给大臂,将会产生肩部上移的现象,并将肘部顶到最高点(顶肘)。

第二个旋转在于加速之后又产生了新的角动量守恒过程:

产生角动量,转肩收腹,腰部是轴,臀部是基础,旋转物体是躯干

第一次转换,向上甩出大臂(顶肘),肩部是轴,背部是基础,旋转物体是大臂

(注:大臂的旋转也就是顶肘是双轴的,所以相对较为复杂,也是挥拍的难点之一,有时需要肩关节动作加以配合)

第三次转换,向上甩出小臂,肘部是轴,大臂是基础,旋转物体是整个小臂

第四次转换,内旋内收手腕,腕部是轴,小臂是基础,旋转物体是手腕和拍子

这个旋转由躯干产生角动量,并逐级向拍子传递能量,并将拍头加速至上百公里,而能量的传递就需要上一个动作停止,也就是“锁”

如果有物理达人不妨去算一算,一个职业选手在挥拍过程中肩、肘、腕三个关节的最高速度分别为10-20公里、30-40公里、60-70公里,拍头的速度均在百公里以上,再通过碰撞转移到球让专业选手能杀出300公里的球速也就不奇怪了。

锁的目的、时机以及方法

锁肩:发动目的,让大臂与躯干保持在同一直线,与躯干同时作用产生初始角动量;发动时机,向上甩出大臂时。

锁肘:发动目的,将动量传递个小臂;发动时机,向上甩出小臂时;发动方法,通过大臂回摆实现。

锁腕:发动目的,将动量传递给羽毛球,并让手腕与小臂保持在同一直线;发动时机,拍面击球瞬间;发动方法,通过手腕内旋实现。

这里有一个误区:“锁”不等于制动

因为很多人提到“锁”这个字的时候都会联想到制动,就会觉得是主动的去卸力,导致发力不足,这是错误的,所谓的“锁”实际上是力量的传递而产生的现象,并不是主动地卸力,“锁”是一个目标,将力量释放至那个特定的目标点,就完成了动量的转换,当你熟练动作后就能有效地把力量层层传递出去,自然就做到“锁”了

(注:文中所述之理为便于理解,论均为简化后的通俗版本,描述上与真实理论有出入)

3)陀螺仪稳定效应

陀螺稳定效应是指物体转动时产生的角动量可以抵抗重力外力的影响,并维持自身的平衡

羽毛球的挥拍动作实际上是一个很复杂的陀螺仪,旋转是羽毛球技术里很重要的动作,前文已经说过两个旋转:

第一个旋转:从侧身架拍开始(双臂打开),经蹬地转胯~弓背展肩(非持拍手臂下压并贴向身体),到扭腰转肩(持拍手臂向上甩出并靠近运动轴)结束。

第二个旋转:从展肩弓背开始,经过收腹抬肩顶肘(向上甩出大臂、收紧小臂)、向上甩出小臂到手腕内旋内收击球结束。

根据陀螺稳定效应这两个旋转分别维持了躯干2个方向上的平衡,可以抵消移动过程中的重心失衡,同时将会减轻自身体重,让你拥有更好的滞空能力

第三个旋转:从屈臂展腕开始到手腕内旋内收击球结束

这个旋转不仅维持了摆臂的稳定性,减少力量的损失,更重要的因为这个动作带动了拍面的旋转,也就是说这个旋转让拍面变得更加稳定,从而可以抵销球头碰撞产生的侧向作用力,让击球线路更稳定,力量更大。

这也是很多球友在讨论的,正拍面击球有力还是侧拍面击球有力,然而大家似乎忽略了拍面在旋转的事实

(注:球头与拍面碰撞时,不是每次都能准确击打到中心,通常在我们熟知的甜区位置,靠近甜区外侧的击球点与拍杆不在同一直线上,所以会对拍面产生一个侧方向的作用力)

综上所述:羽毛球的挥拍动作是一个复杂的角动量守恒体系躯干的旋转动作可以维持躯干的稳定性,抵抗移动产生的重心偏向,同时可以加速挥拍的速度并转换成球速。

手腕的旋转可以帮助稳定拍面,抵抗击球时产生的碰撞,减少力量传递的损失

合理运用身体的旋转来维持身体重心及各部位的平衡,从而让我们的力量传递更为顺畅,落点更准确,击球更加有力。

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