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重溫經典力學:發球的拋球軌跡

楔子:不一樣的網球哲思,與您一起發現網球之美!這是繼拋球的動力鏈、空間等幾個難點問題後的第七篇,後續還有“拋球動力鏈的啟動”與“隨拋”兩篇。後續兩篇中,有一個看似簡單實則恰恰被網球愛好者忽略的重點:即拋球後手為什麼要繼續上走,我將這一現象稱為“隨拋”,讀者是否記得我在BIOMEC動力鏈中那張圖片吧,如下:

如何將拋球與隨後的環節的動力鏈進行有機的串聯就要靠那把鑰匙,是串聯後續發球蓄力及發力整個最重要動力鏈環節的關鍵,也就我下一篇要講的“隨拋”,先買個關子把。這把鑰匙我在《醍醐與迷糊,你能讀懂網球技術文章中背後的但丁密碼嗎》一文中換成這幅圖,細心的讀者一定會看出門道,即是網球技術動力鏈之間是以某種類似於鐘錶齒輪之間的咬合、傳帶、大齒輪帶動小齒輪等的意蘊。

對於這一問題的理解《網球》雜誌出版的《網球技術精解全書》中用的是下幅圖,每一鏈條中作者都運用身體的某一部位來表示,其中的鏈條與鏈條之間的關係需我們讀者慢慢品味。

這篇我談一個輕鬆和簡單的問題,讓我們一起重溫下經典力學中的拋球的軌跡,即球在空中的飛行路線。下面我們先熱熱身,重溫下比薩斜塔的經典力學實驗吧,讓這些看似簡單的力學實驗在當時可是被視為瘋子之舉的。

經典力學:質點的上拋運動

網球經人體的拋球動力鏈將以某一初速度沿豎直(或斜上方)方向向上拋出後,然後網球進行上升和回落運動。網球在上升過程中所受重力與速度方向相反,速度逐漸減小,網球做減速運動。當網球上升速度減小為零時,網球也就向上運動到了最大高度,然後網球再由這一最大高度回落,也就是我們通常所說的自由落體運動,公式我在這裡就不寫了,有興趣的讀者可以找些經典力學的書籍翻翻。

直線運動軌跡

按照經典牛頓力學中將運動網球通過的路徑稱作其運動軌跡,若這一運動軌跡是一條直線,便成為直線運動,網球拋球的經典拋球軌跡就是垂直上拋運動。

我們利用拋球動力鏈將網球在釋放點與手分開,讓其利用慣性向上做直線運動,釋放點的問題,涉及到網球的離心運動及切線運動,這需要運用數學公式來解釋,本文就不贅述了。

抛物線運動軌跡

網球離手後向上運動的軌跡不是直線而是曲線的(抛物線)運動,即網球所受的合外力和其速度方向不在同一直線上。這一拋球軌跡也是在拋球動力鏈的驅動下完成的,注意平擊、削切與上旋三種發球的拋球的抛物線略有不同,一般來講抛物線頂點在地面上的投影距離底線的前後位置關係表現為:平擊靠前,上旋靠後;與發球者左右位置變現為:上旋靠左,削切靠右;擊球點都選擇在其下降過程。無論是拋球軌跡是直線還是抛物線的,還有一種極端的拋球是拋球的最高點與擊球點幾乎一致,現在職業球員很少用了。

拋球的持球方法

其中持球方法因人而異,但現在流行的持球方法有兩種:

持杯子法:

託盤法:

影響因數

發球的拋球運行軌跡,主要是指網球與持球手分離後的運動軌跡。無論網球直線還是抛物線運行,您在比賽開始前必須考慮風向,風速,空氣阻力,引力下垂,還有寇里奧利效應(轉偏向力)的影響,後兩者可以忽略。