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網球生物力學那些事丨不懂得反作用力一定很藍瘦

一、反作用力的BIOMEC旁通

我國先秦時代的墨子學派就說過船夫用竹篙鉤岸上的木樁,木樁能反過來拽著船靠岸,這就是作用力與反作用力現象的記載吧。大科學家牛頓把這一現象概括成為牛頓第三定律:每一個作用力總存在一個相等的而且方向相反的反作用力,即兩個物體彼此施加的相互作用力總是相等的,並各指向對方。我們可以從三方面理解這一定律的含義:(1)作用力和反作用力沒有主次、先後之分,同時產生、同時消失;(2)這一對力是作用在不同物體上,不可能抵消;(3)作用力和反作用力必須是同一性質的力。作用力與反作用力其實在網球中運用很普遍,特別是反作用力,在網球擊球的各個環節都運用的很普遍,下面我就來和大家聊一聊。

尼克·波利泰尼在其致命正手一文中提出:大炮不應該架在獨木舟上,而應架在有穩定的支撐的地方,因為炮彈向前運動時炮身會向後運動,這就是反作用力現象,這是自然界萬物都有的通性。網球運動中的每一次擊球技術都是在肌肉舒張和收縮的條件下完成的,就像弓箭一樣,要想把箭射的更遠,就必須把弓最大限度的拉長以儲存勢能,這可以理解為一個“蓄力”的過程。在肌肉收縮之前,給肌肉最大限度的預張力,盡可能多的儲存形變勢能,使肌肉收縮前的初長度盡可能被拉長,這樣它在收縮時才能最大限的爆發,產生較大的“張力”,而收縮前的肌肉舒張可以理解為“預張力”,是為收縮做能量儲備的。研究表明在一定範圍內,肌肉收縮力量的大小是取決於其舒張的初長度大小的。

二、合理利用反作用力打好網球

1.屈膝是獲得反作用力的蓄勢

力是物體間的相互作用,人體動作的實現是內外力共同作用的結果,內力主要是肌肉力,外力表現在外部介質的作用。人體運動只有受到外力的作用下才會改變運動狀態,擊球的主要外力有包括重力、支撐反作用力、彈性力、摩擦力、流體作用力、向心力等等,而屈膝恰恰是人體主動蹬地的力量之源,首先屈膝使肌肉得到牽張,這一姿勢肌肉和肌腱中因肌肉牽張而產生了彈性勢能,在蹬地利用反作用力起跳後,在擊球時將這一部分勢能釋放。下肢的用力是BIOMEC動力鏈的第一環節,通過腿部彎曲蹬地獲得地面的反作用力,體現了牛頓的作用力與反作用力定律。根據BIOMEC動力鏈的發力源泉,屈膝過程中腿部肌肉處於牽張狀態,肌肉被拉伸獲得力量,就像被拉長的彈力帶,當其收縮時將會產生更大的蹬地力量,例如桑普拉斯發球時曲膝在70°上下。因為擊球的很多力量都來自地面的反作用力,有了扎實的蹬地動作,動力鏈後面的轉髖、轉肩等其他緩解的力量也能充分的發揮出來。

2.蹬跳是反作用力的最大湧現

兩個物體間的相互作用力,方向相反,力量相等。當你用力踩地面時,地面也給你反作用力,這一力量會沿著動力鏈向上傳導,經過線動量——角動量——線動量的轉換,最終彙聚到拍頭,根據動量守恆這一反作用力轉換成拍頭速度。因為蹬地反作用力會產生較大的擊球力量,而產生的力量又主要來源於腿部肌肉的收縮做功。以正手為例,向後引拍時,身體重心逐漸移向右,然後右腳向右後方蹬地,右腳的支反力開始減小,身體重心開始向左腳轉移。以上是常規的蹬地動作,但職業球員在正手擊球常常蹬離地面。右腳是蹬地動作的主要發力環節,起跳中擊球的反作用力同樣來自地面,而這個過程應該是先自下向上的發力,形成力量的傳導,當右腳蹬地時腳跟內旋,充分蹬地使身體蹬離地。下面是職業明星們的身體騰空優美姿勢,雙腿伸直,不再彎曲,右肩轉動了近180度。這一蹬跳是雙腳蹬地力量的最大湧現,雙腳騰空是是從地面獲得的驚人的反作用力所帶來的結果,是強大力量帶來的強大反作用力。

3.觸球時頂住是反作用力傳導的關鍵

一個簡單的實驗,假設有一塊木板豎直的(完全固定、不完全固定)擺放在地面上,這時如果用一個網球去擊打兩種情況下的木板,會發生什麼?第一種情況下:木板完好,球彈了回來並且保持了絕大部分的速度;第二種情況木板倒了,球幾乎彈不回來。同樣的道理運用的網球的擊球過程中,就要求我們在擊球瞬間保持擊球結構的穩固。如果你不能頂住來球(就像第二種情況下的木板),你就不能很好的進行推動和抬起球拍的技術環節(擊球結構被破壞了),所以只有很好的頂住來球,才能很好的送出來球。

BIOMEC的反作用力告訴我們當你對網球施加作用力時,同時也受到了網球對我們施加的同樣大小的反作用力。所以當我們擊球時,不僅僅是我們在擊球,同時球也反作用力於我們。所以我們一再強調在通過擊球點的過程中,仍然要保持始終保持手腕靠後的穩定性的擊球結構的。

小結:反作用力主要是在腿部肌肉伸展—收縮的迴圈過程中產生出來的。為什麼職業球員的屈膝雙腳騰空的動作幅度那麼大?而我們業餘學員在做這一動作時常常遭到教練的批評,而強調腳抓住地,不要跳起來,這一切值得我們在網球教與學的過程中反思與實踐。

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