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第2章第1節:拳法的物理力學基礎

2021-07-04由 內家拳的科學 發表于 畜牧業

衝量單位和動量單位一樣嗎

對於內家拳的力學基礎,臺灣劉康毅先生出過一本專刊《臺灣武林雜誌•內功-武術能量學》,裡面是節選的各家各派討論內功的文章,《臺灣武林雜誌》在當今還真是武術界的良心之作,比起大陸很多武術雜誌要辦的真誠,可惜讀完整本書,還是搞不清頭緒。

在之前的第一章中,我給大家介紹了內家拳的來源、發展歷史,傳承特點及功法體系,有人贊之,有人誹之。在這裡,我繼續介紹《內家拳的科學》第2章第1節:

拳法的物理力學基礎。

出拳打人靠的是什麼?有人說我肌肉發達,有力氣,能舉起上百公斤重物,我打人厲害?這是真的嗎?但,我們有時也可以看到某些看起來瘦弱的人,卻能發出很大的力氣打人。這又是為什麼呢?

打人,從物理學上來說,就是兩個物體相互之間的碰撞。我們先看這樣一個簡單的高中物理實驗:在光滑的地面上,左邊一個向右勻速運動的小球A撞擊右邊一個靜止的小球B,那麼,撞擊之後會發生什麼現象呢?學過高中物理的人都知道,被撞擊後,右邊的小球B接受了小球A的動量和動能,將會被撞開。

對於這個撞擊過程的物理力學分析是,運動的小球A撞擊前受兩個力:重力、地面的支援力,而靜止的小球在被撞擊前也受兩個力:重力和地面的支援力。不同的是,小球A具有向右運動的趨勢,也就是具有動量和動能,其動量的大小P = mv(m為小球的質量,單位為千克,v是速度,單位為米/秒)。

在撞擊後,運動的小球A將動量傳遞給靜止的小球B,即P = mv,從能量傳遞來看,小球A傳遞給小球B的動能為:K = ½mv2 。

力和時間的乘積在物理中稱為衝量(I),表示力在一段時間或位移中持續發生的作用。I = F·t,衝量是向量,單位是牛秒。物體所受的衝量等於它的動量的增量。公式:Ft= m(v2-v1)=mv2-mv1

從這個簡單的物理實驗,我們可以看出,小球撞擊的動量和傳遞的能量是與其質量和速度密切相關。物體受撞擊時受到的力大小是F = m(v2-v1)/t =(mv2-mv1)/t。

我們再分析拳手揮拳擊打時的物理力學原理,如把兩個人都當做整體來看,出拳擊打時,其實也就是拳手透過肌肉的運動,使部分或全部身體產生運動及速度,並將所產生的動量和動能傳遞給對方,來達到擊打目的。

以下圖為例,發拳擊打時,出拳者蹬腿、扭胯、扭腰、轉體、出拳,當拳頭擊打沙包的瞬間,出拳者共受4個力:重力、地面對人體的支援力、沙包對拳頭的阻力及地面的摩擦力。

重力和地面對人體的支援力是很好理解的,當平穩站立在地面上,這兩個力就一定是平衡的作用力與反作用力。出拳者予沙包的擊打力與沙包對拳頭的阻力為一對瞬間的作用力與反作用力,是大小相等、方向相反的。同時,為保持出拳者的身體平衡,沙包對拳頭的阻力與發拳者所受地面的摩擦力也是大小相等,方向相反的,這樣才能保持平衡。人體同時在承受以上四個力時,並保持了平衡。

從物理學角度來看,出拳者予沙包的擊打力量是與其動員的身體質量及出拳終末速度有關,而不是與出拳者感受到的手臂肌肉的緊張程度相關。出拳者擊打對方身體時肌肉需瞬間緊張使自身成為一個剛體,保證動量有效地傳遞給對方,減少動量損失。正如李仲軒老人在《逝去的武林》中告訴大家的:“形意比武發力時,只在碰到對手身上的瞬間,手才握緊。同樣的道理,只在打倒敵人的一瞬間,才露真形——這是五行拳的用法,只用一點,一點即可。大部分時間是存而不用,神經上有儲備就行了。《西遊記》裡的妖精,關鍵時候才顯原形,‘真身只在剎那’。”

所以,拳法為了增加擊打力,就要儘可能動員更多的身體質量及加快出拳終末速度,出拳就應當在以上兩點達成完美的統一。

不管是外家拳,還是內家拳,打人靠的都是身體產生的動量,發拳擊打人體時作用的實效是動量衝擊,而不是發拳者所感受到的自身肌肉緊張感覺。為了提高擊打力,就必須動員儘可能多的身體質量,並提高動量傳遞的速度。

由於內家拳和外家拳訓練方法不一樣,動員的身體質量不一樣,發力的動力肌肉不一樣,動量在身體內傳導的路徑和加速方式不一樣,訓練出的力量不一樣的,擊打的效果不一樣,所採取的應敵策略也就不一樣。這就是內家拳與外家拳之間的重要區別。