角動(dòng)量守恒既然轉(zhuǎn)動(dòng)慣量影響揮桿的難易度-高爾夫課件

1、灌輸高爾夫運(yùn)動(dòng)為圓周運(yùn)動(dòng)力學(xué)模式之觀念，建立應(yīng)具備之專業(yè)知識(shí)，融入平日技術(shù)訓(xùn)練與研究發(fā)展，必能發(fā)揮高爾夫運(yùn)動(dòng)最高理想之物理特性！貳、觀念物理與高爾夫運(yùn)動(dòng)力學(xué)1本作品僅供參考重要名詞解釋(1)旋轉(zhuǎn) rotation 物體圍繞著體內(nèi)的軸所做的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。繞轉(zhuǎn) revolution 物體圍繞著體外的軸所做的轉(zhuǎn)動(dòng)。線速率 linear speed 單位時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的距離，簡稱為速率轉(zhuǎn)動(dòng)速率 rotational speed 單位時(shí)間內(nèi)旋轉(zhuǎn)或繞轉(zhuǎn)圈 數(shù)，通常以每秒或每分鐘若干圈為旋轉(zhuǎn)或繞轉(zhuǎn)的量度單位切線速率tangential speed 沿著圓形軌跡運(yùn)動(dòng)的速率。向心力 centrifugal force

2、指向中心的力，使物體做曲線運(yùn)動(dòng)或是圓周運(yùn)動(dòng)。參考觀念物理2本作品僅供參考觀念摘要(1) 旋轉(zhuǎn)與繞轉(zhuǎn)高爾夫多層次的揮桿旋轉(zhuǎn)動(dòng)作視同變速圓周運(yùn)動(dòng)： a.重心轉(zhuǎn)移制動(dòng)身軀的旋轉(zhuǎn) b.肩關(guān)節(jié)帶動(dòng)手臂的旋轉(zhuǎn)擺動(dòng) c.手腕關(guān)節(jié)帶動(dòng)球桿旋轉(zhuǎn)與繞轉(zhuǎn) d.桿身扭力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)加速度特別注意揮桿旋轉(zhuǎn)中的球桿： *不但繞著自己桿身的中心軸旋轉(zhuǎn)， *同時(shí)也對球員身軀縱軸繞轉(zhuǎn)。高爾夫揮桿旋轉(zhuǎn)加速模式概分兩種： *單一鐘擺旋轉(zhuǎn)加速：不曲腕，適於短距離切球chip、推桿 *複式鐘擺旋轉(zhuǎn)加速：曲腕，適於劈起球pitch、長距離全揮桿維基百科3本作品僅供參考觀念摘要(2)當(dāng)物體以圓形軌跡運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的速率可以稱為切線速率，因?yàn)槲矬w

3、的運(yùn)動(dòng)方向就是該圓的切線方向。在任何剛性的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)內(nèi)，各部分的轉(zhuǎn)動(dòng)速率都相同，亦稱角速率或角速度相同，但線性或切線速率則不然。切線速率則端視轉(zhuǎn)動(dòng)速率與轉(zhuǎn)軸間的距離而定。高爾夫揮桿動(dòng)作參考觀念物理4a.切線速率=桿頭的速率b.轉(zhuǎn)動(dòng)速率=桿身與兩手臂環(huán)繞著 身軀縱軸旋轉(zhuǎn)的速率c.身軀轉(zhuǎn)動(dòng)速率決定桿頭的速率！本作品僅供參考物體需要什麼力才能保持旋轉(zhuǎn)繞圓圈？腦筋動(dòng)一動(dòng)5本作品僅供參考需要向心力顧名思義 就是指向圓心的力如果沒有向心力物體 就會(huì)沿著 切線方向 飛出去飛出去 是因?yàn)?慣性因此 圓周運(yùn)動(dòng)一定需要向心力同理 高爾夫運(yùn)動(dòng)需要軀幹核心肌群的肌動(dòng)力6本作品僅供參考參考潘冠錡老師的好好玩物理網(wǎng)本作品僅

4、供參考7向心力 方程式(2)：8本作品僅供參考高爾夫桿頭沿著圓形軌道運(yùn)動(dòng)，乃向心力作用的結(jié)果。當(dāng)物體在做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，沒有任何將物體向外推離圓形軌跡的力。在旋轉(zhuǎn)參考座標(biāo)系內(nèi)，似乎有一個(gè)直直向外的力，可以模擬重力。離心力是轉(zhuǎn)動(dòng)的效應(yīng)，它不是交互作用中的一部分，所以不能算是真正的力，歸屬於虛擬力。例如：球員在揮桿過程中，感覺到桿頭向外的一股拉力！航空高G環(huán)境之動(dòng)態(tài)模擬器人體離心機(jī)(模擬重力)。 USAF Steel-Eyed Missle Female 9g-15sec 戦闘機(jī)過酷加速度映像觀念摘要(3)參考觀念物理9本作品僅供參考Olympia LoopingBlue Angels - censo

5、red, no Van Halen DreamsAviation Nation 2010 - U.S.A.F. Thunderbirds2010 雷虎小組 特技表演10本作品僅供參考轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué) 重要名詞解釋 (2)力臂 lever arm 從施力點(diǎn)至軸之間的垂直距離，此力能產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)。力矩 torque力矩有產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)加速度的傾向。用於轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，與力類似，是力與力臂的乘積（牛頓公尺）。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 rotational inertia 物體反抗轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)的改變所顯現(xiàn)的惰性，其大小則取決於物體的質(zhì)量分布、旋轉(zhuǎn)軸或繞轉(zhuǎn)軸的位置。例如：Swing Weight的大小、Driver & Putter 慣性矩 MO

6、I momentum of inertia 設(shè)計(jì)等。 線動(dòng)量 linear momentum 物體的質(zhì)量與其速度的乘積。角動(dòng)量angular momentum 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與轉(zhuǎn)動(dòng)速度的乘積。角動(dòng)量守恆定律一個(gè)物體或系統(tǒng)的角動(dòng)量維持不變，除非受到不平衡的外力矩影響。 參考觀念物理11本作品僅供參考移動(dòng) VS 轉(zhuǎn)動(dòng) 有位移就有角位移 有速度就有角速度 有加速度就有角加速度 有質(zhì)量就有轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 動(dòng)起來的困難度要看質(zhì)量 轉(zhuǎn)起來的困難度要看轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 = 轉(zhuǎn)動(dòng)半徑平方 x 質(zhì)量 力是用來改變動(dòng)量 線動(dòng)量 = 質(zhì)量 x 速度 力矩是用來改變角動(dòng)量 角動(dòng)量 = 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 x 轉(zhuǎn)動(dòng)速度參考潘冠錡老師的好好

7、玩物理網(wǎng) 本作品僅供參考12若不考慮摩擦力和空氣阻力等因素的話，則物體平移運(yùn)動(dòng)的難易程度僅取決於運(yùn)動(dòng)體的質(zhì)量，而通常和運(yùn)動(dòng)體的形狀和運(yùn)動(dòng)方向無關(guān)。但對於轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)就複雜多了，決定物體轉(zhuǎn)動(dòng)的難易程度，不僅取決於物體的質(zhì)量，也取決於物體繞轉(zhuǎn)軸位置和方向，通常以轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(rotational inertia)物理量作為物體轉(zhuǎn)動(dòng)的之難易的指標(biāo)。對相同質(zhì)量的物體，但若形狀不同、物體所繞轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸不同、質(zhì)量密度分佈不同，則就呈現(xiàn)不同的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。對於形狀較簡單或具高對稱性的物體，則其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可以用積分求得。表10.2及10.3列出不同幾何形狀的均勻剛體於繞不同軸旋轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。轉(zhuǎn)動(dòng)與平移運(yùn)動(dòng)的比較13本作品

8、僅供參考本參考資料編寫者 ：國立清華大學(xué)物理系戴明鳳14本作品僅供參考轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大15本作品僅供參考 當(dāng)作用在物體上的力矩相互平衡時(shí)，物體的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)是不會(huì)改變的。當(dāng)物體的重心超出支承底面的範(fàn)圍時(shí)，重心產(chǎn)生的力矩會(huì)使物體翻倒。 所謂轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，就是物體對於改變轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)的抗拒程度。物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量愈大時(shí)就愈難改變轉(zhuǎn)動(dòng)速度。角動(dòng)量，也就是轉(zhuǎn)動(dòng)的慣性。當(dāng)物體不受外力矩作用時(shí)物體的角動(dòng)量守恆。 觀念摘要(4)參考觀念物理 16本作品僅供參考動(dòng)起來的困難度要看質(zhì)量 轉(zhuǎn)起來的困難度就要看轉(zhuǎn)動(dòng)慣量參考觀念物理17本作品僅供參考參考高爾夫雜誌國際中文版角動(dòng)量守恆轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是最大關(guān)鍵角色，它在球桿整體重量分配與揮桿重量調(diào)整方面有何運(yùn)用價(jià)值？參考觀念物理18本作品僅供參考角動(dòng)量守恆既然轉(zhuǎn)動(dòng)慣量影響揮桿的難易度，因此直接影響到擊球距離與精準(zhǔn)度！參考觀念物理19本作品僅供參考鐘擺的速度快慢與頻率高低隨其擺錘質(zhì)量大小、擺長長短而改變時(shí)間快慢如何調(diào)整鐘擺？為何桿頭重量 Driver 最輕？ Wedge 最重？針對Short-Game如何控制揮桿距離？參考觀念物理20本作品僅供參考腦筋動(dòng)一動(dòng)鞦韆越盪越高，主要影響因素是轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對高爾夫揮桿而言，類似的現(xiàn)象是否存在？21本作品僅供參考請指出名將 Hale Irwin 揮桿動(dòng)作中轉(zhuǎn)動(dòng)慣量變化如何？揮桿