柔道杠杠的原理

与人对抗时,巧妙地利用杠杆原理,可以使用更小的力达到更好的效果,这样有利于节省体力,帮助赢得对抗胜利。


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杠杆,是在一定外力作用下可以绕固定点转动的硬棒,该固定点即支点。


       

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以直立在地面上的硬棒为例(硬棒长4L)。在硬棒顶端施加F1的拉力,硬棒会受到两个方向相反的力矩,即:

                 顶端力矩 = F1 × L1

                 底部力矩 = F2 × L2

其中, F2是地面对硬棒产生的摩擦力,其大小与硬棒的质量成正比 L1 L2分别是支点到硬棒顶端和底部的距离。当支点在硬棒的正中间时,有

       ① 当F1F2时,顶端力矩 < 底部力矩,硬棒不动,即柔道中投入时拉不动的状态。

       ② 当F1=F2时,顶端力矩 = 底部力矩,此时硬棒可以以支点为中心匀速转动,这是柔道中破势需要的最小力。

       ③ 当F1F2时,顶端力矩 > 底部力矩,硬棒可以加速转动,一本成功。F1越大,转动速度越快。


                     

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当把支点向上移动至硬棒的1/4处,即支点到地面的距离是支点到顶端距离的3倍。此时有,

           顶端力矩 = F1 × L                            

           底部力矩 = F2× 3L          

要破势,至少需要使顶端力矩 = 底部力矩,即最少施加3倍于摩擦力F2的拉力。

       在柔道投技中,如果支点从一个人的重心处往上移动约1/4的身高,大约需要3倍的力量,才可以完成投技。

       

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当把支点向下移动至硬棒的1/4处,即支点到顶端的距离是支点到地面距离的3倍。此时有,

           顶端力矩 = F1 × 3L

           底部力矩 = F2 × L

同理,要破势,则只需要至少1/3的摩擦力F2既可。

       在柔道投技中,如果支点从一个人的重心处往下移动约1/4的身高,大约只需要1/3的力量,即可以完成投技。

上述分析仅为对手不反抗且完全放松时的情况,可以帮助理解为何施展投技时下蹲会有利于动作的施展。

       实际情况要复杂很多,需要考虑自身限制,比如下蹲角度、抓握力量、牵引力量,还需要考虑对手反抗等多种因素。一般,下蹲并不是越低越好,有些选手蹲太低会起不来,如果该选手手臂力量不够,依然无法破势。考虑到从下蹲状态到腿伸直状态也可达到破势的效果,上述情况选手最好蹲的稍高一点,辅助破势。

       总之,最好是根据自身实际情况,随时进行必要的调节。



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