高爾夫的力學原理介紹
打高爾夫球時會幹事非常重要的一個步驟,可以說成敗都在這一揮之中了,那麼你知道,揮杆與力學之間有什麼聯絡嗎?下面小編給大家介紹高爾夫的力學原理的相關資料,希望對你有幫助。
高爾夫球力學原理的介紹
高爾夫杆頭速度來源於人及球杆轉動的速度,而轉動速度由小到大則是在下杆過程中由人體持續施加於身體部件以及球杆的轉動驅動作用所致。由於人體由一些部件及一些連線這些部件的活動關節組成,為簡化分析,我們需要將人體及球杆的運動簡化成胯、肩及左臂、球杆三個主要部分的運動。
與此相對應,我們可以將人體的轉動驅動簡化為三個主要的轉動驅動:兩腿對胯的轉動驅動;扭腰對肩臂的轉動驅動;兩手對球杆的轉動驅動。兩腿對胯的轉動作用來源於兩條大小腿的交錯移動形成大腿對胯的一推一拉。扭腰對肩的轉動作用來源於腰肌及肩肌對肩的拉扭。兩手對球杆的直接轉動作用來源於兩手腕及右肘的協調轉動形成兩手對球杆握巴的直接轉動。
高爾夫揮杆運動中的水平轉動驅動作用往往為初學者忽視。其實,我們只要體念打水漂的動作就會理會到水平轉動驅動的作用。打水漂的幾種打法:用轉手腕,揮臂+轉腕,水平轉肩+揮臂+轉腕,轉胯+轉肩+揮臂+轉腕。顯然,越往後的打法,效果越好。高爾夫揮杆水平轉動驅動主要來源於兩腿對胯的驅動。在水平驅動過程中,左胯基本類似槓桿系統的支點,右胯類似動力點,右腿對右胯的推力類似動力,左右胯的連線線類似動力臂,球杆杆頭類似阻力點,杆頭的水平慣性力類似阻力,通過腰提升起來的手臂及球杆類似阻力臂。
對這一槓杆系統的動態平衡分析及運動分析可以看到,由於此處動力能力***右腿的最大推力***和動力臂相對較大***相對於身體其它部位產生而言***,所以能帶動的阻力點上的推動力也大,並且,右腿推動右胯的水平運動速度通過槓桿的傳輸能使杆頭水平運動速度放大多倍,其作用效果可想而知。不僅如此,在下杆轉胯過程的前期,胯的轉動在下身反向擰緊腰肌,為扭腰轉肩儲備了彈性勢能,可加倍提高扭腰轉肩的力量和爆發程度。在行為上如何應用這一原理提高胯的轉動啟動力?可以參考拳擊運動中的馬步站位打右手直拳的動作,這種站姿推動胯的轉動幅度大,更有力量,更穩固站盤。並且,這種站姿自動克服了初學者通過左右移動胯而不是轉動跨帶動球杆的毛病,左右移動胯顯然對杆頭沒有速度的放大作用。
人體的三個主要的轉動作用猶如裝在人體的三個轉動發動機。人體揮杆過程中三個轉動作用都可以分別帶動球杆擊球,但三個轉動作用的轉動方位不一樣、施加作用所需的時間不一樣,如何使它們既能分別充分發揮作用又能協調一致是揮杆技術的關鍵。為此,需要了解這三個轉動協調作用的一致性以及它們的特徵差異。
一般情況下二杆轉動時端頭相對地面的速度方向是不會垂直OO2連線的。只有當二杆成一條直線時,端頭的絕對速度正好垂直OO2。在這一瞬間,端頭O2被轉動的L1杆所牽連的速度其方向與L1杆垂直,其大小等於L1杆轉動角速度乘L1+ L2。此刻端頭O2相對O1轉動的速度其方向也與L1垂直,其大小等於L2繞O1轉動的角速度乘以L2。根據速度合成定理,此時端頭相對靜止的球的速度方向一定正好對準端頭與固定轉軸連線的垂直方向,其大小等於上述兩個速度的和。
可見,只有兩個轉動物體的轉動軸及外端點在同一條直線上時,外端點的絕對速度方向正好垂直轉動軸與外端點的連線。
通過力學分析可以得出一般性的結論:多個相連剛體被分別轉動情況下,只有全部這些轉動物體的轉動軸及外端點在同一平面時,外端點的絕對速度的方向一定垂直這一平面。
將這一結論應用到高爾夫揮杆中,按照前面三個轉動的簡化力學模型,只要控制桿頭擊球時,使胯繞左腿轉動的軸線、肩繞脊椎轉動的軸線、杆繞左手腕轉動的軸線以及杆頭基本在同一無形的板牆面內,則杆頭速度一定垂直這個面。只要我們將這個板牆面朝向目標,杆頭速度方向就會對準目標。這個板牆面是我們揮杆準備時根據目標、球位、站位就能確定的,在此後的分析中將簡稱為目標板牆面。
實際的高爾夫揮杆中,我們檢視職業球員在擊球瞬間的照片發現,這時候左腳腳跟、左胯、左臂關節、左手腕以及杆頭基本在同一個平面內,這和理論上的結論有一點點的偏差,但運動特徵是基本一致的。形成偏差的原因是我們簡化的力學模型與身體實際揮杆的差異造成的,例如,身體部件是有一定變形的而不是完全的剛性物體,特別是左臂與肩之間在下杆過程中有一定的相對轉動而在前面的三個轉動的簡化模型中將這個轉動和扭腰轉肩簡化成一個主要轉動。
因此,根據理論分析的基本規律,考慮實際揮杆與理論分析模型的差異,參考職業運動員的標準結果,控制高爾夫杆頭速度方向對準目標的條件可以更直觀表述如下:只要杆頭擊球時,胯繞左腿轉動的軸線、左臂繞肩轉動的軸線、杆繞左手腕轉動的軸線這三條軸線以及杆頭都同時通過過左腳腳跟及過球的垂直板牆面,則杆頭速度一定指向目標。
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