去年4月1日,因“接化发”、“闪电五连鞭”等热梗备受瞩目的浑元形意太极拳掌门人马保国老师开启直播带货首秀,吸引了超过10万人的围观。据说马老师一场直播下来,赚了4.9万,捐赠2.5万。
作为功夫大师,马老师特别喜欢自己的“闪电五连鞭”技术。作为物理王大师,我也很喜欢五连鞭,因为用这项武功可以讲解“动量守恒”。
No1. 出鞭分析
如图所示,仔细观察马老师出鞭时的手臂动作,咱们会发现整个甩鞭过程是肩带肘、肘带手的“人体运动链”。
如暂时不考虑马老师身体的作用,只考虑手臂三个肢节的运动,则有M3、M2、M1分别表示手掌,小臂和大臂的质量。v和v‘分别代表出鞭时,小臂和大臂制动前后的速度。
No2. 动量守恒
根据动量守恒,马老师出鞭前后的手臂+手掌系统的动量总和不变,即:
推导式↓↓↓
所以要让出鞭的最末态手掌速度达到最大,首先需要让质量比 M2/M3和M1/M3尽可能大。
在现实生活中,公园大爷甩鞭的道具就符合这个特点,前端是铁链,铁链末端固定质量更小的皮鞭,越接近末梢鞭子越细。
这其实就是在增加前端末端质量比,如此便可在鞭鞘产生极大的速度(据说可以超过2倍音速),产生音爆,所以大爷的鞭甩的很响很扰民。
No3. 发力技巧
回归到马老师这边,人体不如鞭子柔软,但为了增大鞭子前端末端质量比,人需要让身体更多的肢节和关节参与到这条“人体运动链”的活动中。这就是为什么马老师在每一次出鞭的同时身体还会剧烈地抽搐身体,这是要尽可能地增大能传递给手掌的动量。
和马老师的闪电五连鞭类似,通背拳也讲究“手如铁,腕似绵,两条胳膊似皮鞭”。这种模型,通常叫做“人体甩鞭效应”,或者“鞭打效应”。
除了在武术中,体育运动中也经常出现人体甩鞭效应,典型的例子有:羽毛球、乒乓球、棒球、标枪等等。借助躯干运动,然后带动大臂和小臂,在末端产生较大的速度。
所谓生活处处是物理,学懂了原理,就跟着马老师一起练习闪电五连鞭吧!
PS:文中部分素材来源于中科院物理所文章:怎么科学解读闪电鞭?
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