用人体平面刚体模型分析太极拳在水平作用力下的力学原理

为实现太极拳的力学分析,率先提出和建立了人体平面刚体模型。刚体模型简括了人体构架、质量、速度、水平攻击力、重力、地面反力、摩擦力等因素。应用该模型对太极拳进行水平作用力下的力学分析,得出了五个重要结论,即人体的重心要在支撑面内以维持稳定平衡;脚底打滑和失根是维持稳定平衡的两种临界条件;在临界条件内人体平衡,超过任何一个临界条件将导致人体失去平衡;水平攻击力来自脚底的摩擦力、人的整体动量和肢体相对运动的动量;内劲造就动量和传递力。还通过数学计算,推导出太极拳套路训练和推手竞技中保持平衡的临界条件和相应计算公式,并用算例演示了太极拳"发劲如放箭"、"引进落空"、"牵动四两拨千斤"等技术技巧的力学原理,为太极拳的运动生物力学深入研究奠定了基础。

用人体平面刚体模型分析太极拳在水平、垂直、横向力作用下的力学原理

在对《用人体平面刚体模型分析太极拳在水平作用力下的力学原理》研究的基础上,进一步分析了太极拳在三维作用力下的力学原理,推导出更接近实际和具有普遍意义的稳定和失衡临界(失根和打滑)定量分析三大公式,给定了规范太极拳动作和技术的力学方法。以特例、算例、实例等不同形式具体计算和分析了弓步、坐步、分脚、弓步掤、坐步捋等太极拳基本技术动作的受力状况和失衡临界点,阐述了三大公式在不同情形下的运用方法,太极拳基本动作的力学原理和力学规范。甲乙双方推手,比的是功架的力学性能。"甲方坐步捋胜乙方弓步掤"是太极拳的经典结论。通过用三大公式对该结论作定量分析。数据表明轻者甲方可用"四两"将乙方的"千斤""拨"离平衡,重者甲方可将乙方发出一丈之外。三大公式为王宗岳的"耄耋能御众"找到了现代力学的基础。推手比的是技术,比的是如何运用合适的功架。三大公式为推手分析提供了定量工具。