有位球友请了一位老师来教高尔夫球,没上几天,球友就开始困惑,这是在上高尔夫球课吗?这根本是在教物理?!

还有出现在了高中物理专题考卷中高尔夫运动——都在说明:懂得物理学对高尔夫运动的重要性!

有人说,高尔夫是美学、身体结构学、心理学、力学、物理学… …的综合体,如此庞杂的知识运动,也难怪说高尔夫是世界上最难的运动。

高尔夫球上有300多个凹洞,每个洞的平均深度约为0.025厘米。事实上,高尔夫球表面有意制造的凹洞,是动力空气学研究的成果——球的飞行轨迹不仅受到自身重力的影响,还会受到来着空气的阻力。凹洞减少了飞行中的阻力,又提供了额外的升力,因此带来更良好的空气动力性能。

当高尔夫球有了小凹洞,飞行时小凹洞附近产生了一些小的漩涡,由于这些小漩涡的吸力,高尔夫球表面附近的流体分子被漩涡吸引,边界层的分离点就推后许多。这时,在高尔夫球后面所形成的大漩涡区便比光滑的球所形成的漩涡区小得多,从而使得前后压差所形成的阻力大为减小,让球飞得更快更远。

此外,一个表面不平滑的回旋球,会像飞机机翼般偏折气流以产生升力。球的自旋可使球下方的气压比上方高,这种不平衡可以产生往上的推力。

除了不同于其他球类运动光滑球体的特性,高尔夫的挥杆设计也同样包含了丰富的物理学知识,在高尔夫的挥杆中,就包含了三个关键的物理概念:双重钟摆效应、向心力、扭矩。

挥杆过程中会形成两个钟摆效应:以肩部为支点的手臂形成一个钟摆,以手腕为支点的球杆形成另一个钟摆。若两个钟摆能够协调运动,球杆所形成的第二钟摆在击打小球前自然释放,那么击球时下杆的力量就能转移到小球,让击球水到渠成。

向心力是让物体按照弧线运动的作用力。根据向心力的公式,向心力的大小与运动的弧线轨迹大小成反比。运用到挥杆过程中,当挥杆的轨迹越大,用于维持球杆旋转所需要的向心力就越小,从而提升球杆的运动速度,让小球飞得更远。

扭矩是改变物体旋转速度的转动力量。在挥杆过程中,上杆时的肩部转动和下杆时的臀部转动都是扭矩发挥作用的形式。根据公式扭矩=扭力×力臂长度,即力臂越长,扭矩越大,因此在上杆转身时,通过转动肩膀增加力臂长度,可获得更大的挥杆力量;同理,在下杆时,转动臀部,所产生的扭矩就更大,使挥杆速度更快,击球距离更远。总的来说,延展身体,提升转动幅度,则扭矩越大,击球的速度和力量也就越大。

理解挥杆动作的动力学概念,能更好地调整动作和发挥力量,做到精准挥杆,同时,想球杆与球、球与落地面之间作用力,也影响着挥杆的完美度。

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。

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。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。当小白球落地后的行进速度和方向,则受到地面滑动和滚动摩擦力的作用,收到草的粗糙程度影响……

如果用物理理论来诠释高尔夫,你会发现似乎能深刻地理解高尔夫挥杆技术要领了,这项包含力学原理的运动,当你了解它的底层逻辑时,或许能让你从另一个角度发掘自己的潜力,做到更好的挥杆表现。