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明白了高尔夫运动中的力学原理,才能拥有更精准的挥杆2020-05-30


多球友在打过一段时间的高尔夫后,都经历过这样的疑惑:明明打球姿势没错,可为什么总会遇到击出去的球偏离既定目标的现象呢?今天小编就来讲讲有关高尔夫运动中的受力情况分析,帮助大家充分了解高尔夫力学原理,从而获得更加精准的挥杆。 


一、小球击打时受力分析

01 人与球杆之间的作用

我们都知道在挥杆打球时,人们必须通过摆动球杆,来将手臂和身体其它部位的肌肉力量传递到杆头,并最终作用到高尔夫球上。

末端环节手在击球时对球杆产生作用力,同时球杆对人体也产生了反方向的离心力,正是离心力牵引了运动员顺势的收杆动作,此外手臂与球杆之间也存在摩擦力,这些都是人与球杆之间产生的受力关系。

运动员应注重处理好人体与球杆之间力的协调性,发挥好人体对球杆的作用力,因为这会直接影响到击打力的大小和方向。


02 球杆与球之间的作用

弹力——球杆和球的接触瞬间由于互相挤压,会在二者之间产生弹性形变,要恢复原状,就会产生弹力。弹力的方向与物体形变方向相反,作用在迫使物体发生形变的那个物体上。

摩擦力——球杆和球接触时还会产生阻碍相对运动的摩擦力。有两种因素会影响摩擦力:一是接触面间的压力大小,二是接触面的粗糙程度。因此不同的球杆和球的设计会直接影响这种摩擦力,进而影响到球的后旋速度和球的飞行轨迹。

别看挥杆时球杆面与球的接触只有短短一瞬间,但它们之间作用力的大小和方向直接决定着球飞出的方向和远度,因此想追求完美的挥杆,就必须掌握击球瞬间球与球杆之间作用力的形式。


二、小球飞行中受力分析

高尔夫球在空中飞行时除了受重力作用外,还要受到空气动力的作用,在这里可以分为三部分:阻力、升力、偏转力。由于偏转力作用在与其他两个力都成直角的方向上,因此偏转力在直击高尔夫球的情况下不存在,当我们确定球在飞行运动中升力和阻力的正确作用方式时,可以忽略它的作用。

01 阻力对高尔夫球飞行的影响

当空气经过一个静止的球体时,在球体前部的空气流速会减慢,而在气流分开处的空气附近,球体侧面气流会相对加速。根据玛格努斯效应可知,当任何流体流动得更快时,将产生更小的压力。

这时在球后面会形成一个不规则的涡流区,球体侧面周围代表低压力区,球体前面静止的空气代表高压力区。当空气流过球体两侧低压区时,球体后面的尾波就形成了涡流区而成为阻止流动的阻力。

在前面慢速流动的高压区和后面流动的涡流区的压力差是阻力的主要来源,而在空气和球体表面之间产生的一些直接摩擦,对总阻力的贡献很小,甚至可忽略掉。这也是“麻脸”高尔夫球能提高飞行距离的原因——虽然提高了小幅度摩擦力但却减小了涡流区面积,进而大幅度减小了压差阻力。

02 升力对高尔夫球飞行的影响

当空气流过球体时球体做下旋,球体表面的旋转拖动在其周围的一些空气,这种效应将使气流在球体顶部流动得更快,降低这里的压力,同时气流流过球体底部将被阻碍减慢,比不旋转球体的相同位置的压力要大,这样产生自下而上的作用力我们称为升力。

升力在任何时刻总是作用在与飞行方向成直角的方向。在高尔夫球的击球过程中,旋转产生升力,升力在球的飞行路线中给球一点“空中滑翔”,使球在空中保持足够长的时间,而不必用击球获得的许多初始能量来爬高。


三、小球落地后受力分析

最后,当小球落地后会受到在地面滑动和滚动摩擦力的作用,推击球起初高尔夫球根本不滚动,只是滑动,球体表面和草之间的滑动摩擦力会让球慢慢减速,由于摩擦力作用在球的边缘,使球开始旋转。

由于摩擦力不断增加旋转速度并减小前进速度,当到达一定时间点,球将以适宜的速度滚动,而没有滑动,球在滚动时受到的摩擦力阻力小。至于球所受到的摩擦力大小要受到草的粗糙程度影响。

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