太极四两拨千斤|太极拳四两拨千斤的力学原理

很多人都听说过四两拨千斤 , 认为四两拨千斤指的是一种技巧 , 在掌握了这种技巧之后就可以用很小的力量来对付千斤之力 。那么这种说法是正确的吗?其实牛顿第二定律F=ma就已经把四两拨千斤的可能性表达出来了 。
请看下面的例子:一人站立在地面上 , 由受力分析可知此人受到三个力的影响 , 分别是重力P、支持力N、脚底摩擦力f 。通常情况下 , 我们只讨论人在x轴的运动 , 并且重力P和支持力N大小相同 , 方向相反 , 所以P和N无须考虑 。假设现在有一水平推力向人推去(推力比较小 , 不足以使人腾空飞出) , 要维持人的静止状态必须让摩擦力f等于推力F 。
由于摩擦力的作用点在脚底 , 推力的作用点在身体上部 , 这里可以把人体看做刚体 , 因此人会做定轴转动 。一旦人体产生转动 , 人体的重心就会移出支撑面外 , 为了保持平衡 , 人会自然地把脚向后移动以便让重心重新落回支撑面内 。在移动的过程中脚底会不断地受到地面的摩擦力 , 直到摩擦力把推力消耗掉 , 人体才又恢复到平衡状态 。
太极四两拨千斤|太极拳四两拨千斤的力学原理
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在这个过程中可以看到 , 推力和摩擦力的作用让人先做了一个定轴转动 , 然后人的调整能力又让人做出了平移 。如果推力太大导致人的调节能力无法在短时间内反应 , 那么人就会腾空飞出 , 直到重力把它拉回地面然后摩擦力消耗掉推力为止 。
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从上面这个例子中我们可以看到:第一种情况 , 脚底的摩擦力只作用在脚底这个位置 , 而在推力的作用点上可以认为没有受到任何阻力的作用 , 因此推力全部转换为对人体的加速度 。这样推力可以造成人体运动的最大效果 。
第二种情况 , 如果我们把推力的作用部位改在脚尖的地方 , 让推力和脚底摩擦力在一条直线上 , 这时如果还想让人体运动 , 其推力就必须大于摩擦力 。设摩擦力为一定值 , 则推力首先要被摩擦力抵消一部分 , 剩下的一部分推力才能转化成人体运动的加速度 。
太极四两拨千斤|太极拳四两拨千斤的力学原理
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上面第一种情况是四两拨千斤的力学原型;第二种则是顶牛对抗 。
在实际的推手当中 , 我们没有办法让对方的推力正好与脚底摩擦力处于一条直线上 , 但我们可以尽量缩短推力的作用点和摩擦力作用点之间的距离 , 以减少身体产生转动的可能性;并且通过身体姿势的调整 , 尽量消除掉这个转动力矩的影响 , 以保持自身的平衡状态 。