链球投掷 ---- 腿部还是手臂?

来源:Track Coach .Summer 2018 I 224

作者:Vladimir Strelnitski,Yuri Sedykh

摘要

与大多数人的观念相反,在高水平的链球投掷技术中,手臂不是链球链部的被动延伸,而是链球的主动驱动者。手臂支撑形成一个牢固的“三角形”,防止相对于躯干的侧向运动,手臂增加了“驱动圆”的半径,从而增加切向力,使得球部沿其轨道加速运动。

介绍

尽管所有的投掷项目-----铁饼、铅球、标枪或链球,都是借助于手臂飞行的,物理学定律告诉我们,作用在投掷物上,保证其以最大可能速度投出的能量和动量主要来源于投掷者的腿部与地面的相互作用力。每一位链球教练在与初学者合作时遇到的第一个问题就是,防止他们出于本能的主要使用他们的手臂和手来使链球运动。

“不要弯曲手肘,完全放松手臂!”-这个教练的命令听起来不熟悉吗?在很多情况下,教练的最终目标,似乎是使手臂完全放松,成为链球链部的延伸。这当然比肘部弯曲手臂绷紧要好。然而,这是否意味着,与铅球或标枪相比,在链球投掷中手臂没有起到任何作用?在这里,基于我们(Sedykh教授)丰富的个人经验和理论考虑,我们提出了一些论点,表明在链球的加速过程中手臂能起到的积极作用

手臂-胸部组成的“三角形”

在网络上都能找到20世纪初到现在的链球投掷的视频,这些视频显示,在20世纪60年代以前,人们习惯于轮流“拖拽”链球,左臂和左肩比右臂和右肩更用力地拉动链球,并且头部转向左侧引领身体的运动,就好像投掷者想要事先看到他要把链球拖向哪里一样。从20世纪60年代末开始,越来越多的投手放弃了这种技术。

可能第一个这样做的人是1964年奥运会冠军苏联运动员罗穆拉德·克里姆(Romuald Klim),他在1969创造了世界纪录-74.52米(244-6)。在新技术中,投掷者看向链球的方向,并从进入第一个转弯到投出都保持住手臂和胸部形成的稳固的等腰三角形。大多数当代的精英运动员都遵循这种模式。运动员水平越高,手臂和胸部形成的三角形就越对称,“越等腰”。在下面这个网址可以看到一个这样的例子,https://www.youtube.com/watch?V=mTlReluteEQ。

“保持三角形”意味着负责手臂相对于躯干的侧向运动的肌肉紧张起来。但是,手臂必须还有跟随链球轨迹上下移动的自由。与通常的看法相反,链球和投掷者的身体不会绕着相同的轴旋转。链球的旋转轴在第一圈时与抛掷方向相反的垂直方向倾斜15-30°,在最后一圈时倾斜约40°。而抛掷者重心的旋转轴也向后倾斜,但远小于链球的旋转轴。这种旋转轴倾斜角度的差异导致在转圈过程中手臂相对于躯干的“拍打(flapping)”运动。因此,肩线应像圆柱形枢轴一样工作,允许手臂三角在垂直平面内旋转,但要防止相对于躯干的任何侧向运动。

“驱动圈”和链球的加速

链球球部在旋转加速过程中的运动轨迹可以描述为一个三维陀螺——一系列倾斜的圆,其中心沿投掷方向一圈一圈地传播。抛掷者通过以一种特殊的方式拉动链部来加速球在每一圈轨道上的速度:在球部旋转的瞬时中心之前。

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稍微简化一下情况,我们可以把链球想象成一个“鞭子”,在 “鞭梢”(它是由链部和手臂扮演的)末端有一个沉重的球,而另一端是投掷者肩膀之间的中点(图1)。

后一个点(图中我们称之为“点X(pointX)”)实际上相当于“鞭子”的“鞭梢”附着在“把手”上——投掷者的躯干。抛掷者通过移动躯干来加速链球,使点X沿着一个“驱动圆”运动,驱动圆的半径ρ小于链球的轨道的半径r。

加速度的产生是因为点X以前导角ϕ沿驱动圆移动,ϕ是链球链部与链球球部和旋转中心连线形成的夹角(图1)。这使得拉力Fp的力可分解为两部分:向心力Fcp,它使链球保持在圆形轨道上,阻止球沿直线惯性移动的趋势,以及使链球沿其轨道加速的切向力Ft。

实验的结果显示,当驱动方向与链球运动方向垂直时,对链球的加速是最有效的。在最佳情况下(如图1所示),使链球加速的切向力Ft如下式Ft = Fp • ρ/ L ,其中L是“鞭梢”的长度(链部加手臂)。因此,给链球加速的力与驱动半径(ρ)成正比。

用手驱动链球吗?

图1所示的情况对应的投掷方式是:肩膀完全放松,手臂被动,手臂形成的“三角形”的中线只是链球链部的延续。该模型是对链球加速的物理原理的一次近似,对初级和中级运动员有很好的理论指导作用。然而,随着技术技能的发展,当他们对链球旋转的基本原理,特别是正确的步法和对投掷者/链球系统的舒适的机械平衡(对链球的反作用力)更加自如的时候,投掷者可能希望通过更积极的使用他/她的手臂和手来提高链球加速的效率

假设投掷者的点X像以前一样沿着相同的驱动圆移动,保持手臂“三角形”上下运动的自由度(考虑到链球和投掷者旋转轴的差异),但控制“三角形”横向运动的肌肉要保持紧绷。获得的躯干和手臂之间的刚性连接排除了其二者相对的侧向运动,将允许手处于链球加速的最前端,从而主动地将链球“推”到左侧。这将打破链部和手臂形成的直线,并有效地将点X移动到离旋转轴更远的位置,从而将驱动半径从ρ1增加到ρ2,驱动角度从ϕ增加到ϕ +Δϕ(图2)。现在“鞭子”的手柄的作用不再由躯干单独承担,而是由躯干加上手臂起作用,并且点X从肩部转移到手上。

图2中标记有脚标“1”的对应于原始模型,也就是手臂只是链球链部的延续,“手臂三角”沿半径为ρ1的驱动圆逆时针移动。拉动链球的力Fp1可以分解为向心力Fcp和切向力Ft1。

标有脚标“2”的对应于修正后的“鞭子”模型,“鞭子把手”不仅包括投掷者的躯干,还包括牢牢支撑在躯干上的手臂,这样躯干和手臂作为一个整体旋转。可以看出,由于“鞭子把手”中包含了臂三角,因此驱动半径和导程角的增加会增加拉力的切向分量(Ft2>Ft1),从而提高链球加速度的有效性。

结论

我们可以得出结论,一个高水平的投掷运动员在最高点和最低点之间加速链球时,在双支撑阶段不仅应该使用他的/她的腿和躯干,也应使用手臂和手主动将链球推到左侧和下方。在单支撑阶段,投掷者不要主动影响链球,而且手臂可以完全放松,但不能破坏“三角形”的对称性。

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