知识学习五:重心和平衡(一)

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首先做几点说明。
过去一段时间,很多人在高尔夫博客圈参与高尔夫技术问题的讨论,最后竟发现大多数人包括我自己对一些基本的物理概念和力学知识知之甚少或者完全不了解,以至讨论中牛头不对马嘴,闹了不少笑话。我便开始温习功课,将温习内容贴在博客上,本是随意之举,不料引起了一些小反响,宾朋满座,热闹非凡,在此打弓作辑,谢谢捧场。至于有用无用,自是仁者见仁,智者见智,俺可不管,该学照学,该发照发。
恰逢 周易博士准备选择性地介绍TGM,我的无意之举成了他的前奏曲,欣慰。杠杆系的科普文章,我是写不出的,只能搬搬物理书,学习学习重心和平衡问题,我想人体是运动中的大杠杆,明白了重心和平衡,也就不用支点、施力点、阻(受)力点地去啃杠杆原理了。
有网友出题,球如何形成倒旋?阿宣兄也想看看我如何做。呵呵,把我当物理专家,找错人了,这问题去请教有偿先生或者九零后先生,他们的东西货真价实,我是假冒伪劣。真有一阵子没见有偿先生发文章了,该不是受金融风暴影响吧。九零后,您还真找不到,他是大虾,大侠也,来无影去无踪,想要他给您解题,你开个博,故意挂些错误的东西,这时候大侠就会出现,替您纠错,您就可以得到答案了,不过,有时,大侠只会说您错了,不会纠的,看造化了。哈哈,绝妙的建议。还有,您也可以到路上先生博客里去翻箱倒柜,有些有用的零碎东西,尽管拿,路上先生不会在意的。至于我,抱歉,这个问题暂时弄不明白,应该涉及到转动作用的应用、流体力学等内容,有一个什么伯努利定律可以解释。
Shoulder turn引发的小辩论,我得学学TGM的解剖学家圆圆场:这个…嗯shoulder,啊,是不能turn的,啊,路上先生,嗯…这个,思路,啊,思路不一样的,这个,他是从肌肉作用的原理得出的结论,没有错的,嗯,这个,如果肩和髋,对着扭,瞎拧,嗯,那shoulder是不能turn的,那是会断骨头的,啊,不说啦,啊,不说啦。
言归正传,俺继续学习。
重心的概念
地球上的物体无不受地心引力的作用,人体也不例外。地心引力通常叫重力,重力的大小就是物体的重量,重力的作用方向始终垂直向下,指向地心,重力的作用点就是物体的重心。
由于组成物体的每个微小分子都受重力的作用,所以每个分子都有一个重心,整个物体的重心就是各个分子重力的合力作用点。拿人体来说,人体总重心是头、躯干、上臂、前臂、手、大腿、小腿、脚的重力的合力作用点,而头、躯干、上臂、前臂、手、大腿、小腿、脚也各有重心,这些环节的重心是组成这些环节的每一微小部分的重力合力作用点。由此可知,重心是重力的作用点,它在身体上仅仅是一个几何点,而不是一个实在的器官。
人体自然站立时,总重心的位置一般在身体正中面上第三胝椎上缘前方7厘米处。男子重心位置一般比女子高,自然站立时,男子重心高度大约是身高的56%,女子大约是身高的55%(图1)。
重心的特点
物体的重心有以下特点。
几何形状固定的物体,其重心位置是固定不变的。例如铁饼、铅球、标枪等的重心位置是固定的。
当物体的形状可以改变或物体个别部分的重量可以改变时,物体的重心位置也随着改变。例如三节棍的重心,随着三节棍的相互位置变化而变化。
物体的重心位置,不一定在物体的内部。例如一根弯曲的铁棒,其重心位置就在铁棒的外面(图2)。
人体是由许多骨与骨连结而成的杠杆系统,其形状可以千变万化,因此人体总重心的位置也随着千变万化。人体一做动作,重心位置就要发生变化。例如,手臂上举,重心升高;体后伸,重心后移;下蹲,重心下降;向左侧屈,重心左移等(图3)。重心位置移动的方向总是跟环节移动方向一致,移动的环节重量越大(如躯干或大腿),则重心移动的距离也越大。
重心和动作技术的关系
重心同动作技术的关系很大。例如,武术十分注意“移重心”,因为支撑重心的腿可以做奔腾跳跃的动作,却不能做抬脚移步的动作;不支撑重心的腿可以做抬脚移步的动作,却不能做奔腾跳跃的动作。因此,要经常根据动作要求“移重心”,有时重心完全落在一只脚上,另一只脚是“虚”的(虚步),有时要求重心落在两脚中间(马步),有时则要求重心“三七”开。初学者不善于“移重心”,是动作做不好的原因之一。
人体腾空时,运动轨迹是以总重心为准的。跳高成绩要以身体最低部位不触及横杆为准,因此跳高过杆技术从跨越式发展到俯卧式和背越式,就是以研究身体姿势与总重心位置关系为基础的(图4)。
作用力通过物体重心时,物体只作平动,不作转动,这叫正心作用。作用力不通过物体重心时,物体除了作平动外还要作转动,这叫偏心作用。两者在排球、足球、乒乓球、网球、棒球等技术中广泛被应用。例如,排球要发飘球,击球时要用正心作用;足球要踢出弧线球来,一定要用偏心作用。
重心同动作技术的关系,以同平衡的关系最大。
(待续)