杠铃的知识点（干货拉起杠铃的力学）

首先，让我们来对运动过程中所涉及的物理学知识进行一些大致的了解。力矩，或者说是旋转力(有时会采用扭矩这个术语)，是施加于一根刚性的直杠上的力，它能让处于直杠一端的物体绕着一根轴旋转。当力的作用方向与被旋转物体的夹角成90°的时候，力矩处在最大值。想象着用一个扳手旋转一个螺母——如果你的双手相对扳手的角度比较诡异的话，旋转的力量就不会太强，而当你的手和扳手的夹角成90°时就能产生最强的发力效果。这也是为什么机械工总是希望有一定的空间，能够让他的手和扳手的夹角成直角，然后再扳动螺母的原因。

图1：由扳手和螺栓所展示的重要力学概念——力臂

力矩也会随着发力点和被旋转物体之间距离的加长而增加。握点和螺栓之间的距离越长，你就能够越容易地旋转螺栓。力臂是螺栓和你在扳手上的握点之间的距离，而这个距离是螺栓到你对扳手施加的拉力所在直线的垂直距离(图1)。相比于较短的扳手，较长的扳手更好用。因为如果拉力的角度保持高效的话，更长的长度就能够产生更长的力臂。力臂的长度由一段直杠的长度和拉力角度共同决定。当你以小于90°的角度拉动一根长扳手的时候，转动螺栓的效果就不会太好，因为发力点和螺栓之间的水平距离没有扳手本身那么长。也就是说，在此过程中你创造了一段较短的力臂。与之类似，以90°的角度拉动一根短扳手对转动一个很紧的螺栓来说也不会很有效，因为系统的力臂比较短。

这一点适用于借助背部举起重量的所有动作，也就是包括硬拉和深蹲。重力沿一条笔直的垂线“向下”发挥作用。手中的杠铃杆总是笔直向下地向人体施加拉力，所以这个系统中的力臂是在水平方向上被测算出来的。与一个更接近垂直角度的较长的背部相比，一个更接近水平角度的较短的背部可能有着与之相同的力臂长度。最佳的情况貌似是一个处于垂直角度的较短的背部。但不幸的是，这个系统中的其他物理因素阻碍了我们让硬拉的力学机制更加有利于我们进行拉起动作。如果背部相对腿部来说较短的话，让背部处于更加接近垂直的状态会让我们的髋部下沉、膝盖前移，进而导致身体前倾，这样就会把杠铃杆向前推。这样的连锁反应会将杠铃杆推向脚中心点的前方，并让肩膀处于杠铃杆的后方，而这两种情况对举起大重量都是不利的，其中的原因我们会在接下来的内容中探讨。

图2：第一类杠杆

用扳手和螺栓的模型来简要描述力臂这个概念是比较合适的，但它并不能精准地描述硬拉过程中髋关节发生的变化情况。当然，也有另一种描述硬拉力学机制的方法。通过躯干肌肉的支持保持刚性的髋部和脊柱形成一个第一类杠杆。重温一下你学过的物理学知识，一个第一类杠杆的支点处于负重和移动杠杆的力的作用点之间，而刚性的部分就成为传递力的物体——像跷跷板那样(图2)。力臂的长度是沿着支点两侧的刚性部分被计算出来的。如果两个力臂的长度相同，并且这个系统处于平衡状态的话，施加于负重的力和负重自身的重力就是相等的，力臂两端的垂直移动距离也是相等的。如果力臂在一端变长，在另一端变短的话，短力臂端就会更慢地移动更短的距离，长力臂端则会以更快的速度移动一段更长的距离。但是长力臂端的速度是以施加在短力臂端的更大力量为代价的，而施加在短力臂端的力量会以长力臂端的直杆长度为基数成倍增加。

所以，如果你在第一类杠杆的长力臂端向下推(或者拉)的话，你就能以一个较慢的速度将一个大重量移动一段较短的距离，就像你用撬杠撬动一根钉子那样。或者你在短力臂端向下推(或者拉)的话，你就能以一个较快的速度移动一个小重量，就像你踩到了一个耙子时，它的把手会击中你的脸那样，或者像古时候攻城战中抛石机的运作方式那样(图3)。

图3

力量翻中后背的长力臂被用来加速手中的杠铃杆，并且利用了髋部转动的角速度。投石机，一种中世纪的机器，就使用了相同的原理。我们可以主动利用背部较长力臂的杠杆作用，而不是在开始加速前通过使背部更接近垂直的方式减小它。

因为我们的肌肉只能沿长度方向小幅收缩，所以我们的骨骼系统由一系列的杠杆组成，它们能够以几倍于肌肉收缩距离的长度移动，代价是需要肌肉产生更多的力量。人体的髋部是一个第一类杠杆。 背部和骨盆构成了杠杆的刚性部分；髋关节是支点；后链中的腘绳肌、臀肌和内收肌在髋部后侧(短力臂端)产生向下的拉力；而你手中的负重在髋部前方(长力臂端)产生了向下的拉力(图4)。如果由后链产生的力量足够大的话——如果你足够强壮——髋部后侧短力臂端也能借助杠杆撬起髋部前方的长力臂端，即使那里的重量很大。同时发生的膝关节伸展过程虽然使这个系统复杂化了，但影响不太大。如果我们可以设计硬拉大重量的系统的话，最好让髋部更靠近杠铃杆。但我们做不到这一点，所以我们不得不充分利用身体既有的力学特点来设计硬拉的动作，这也是为什么我们要尽可能地保持杠铃杆靠近髋部的原因。一些高水平的举重者会有意识地拱起上背部以缩短他们的髋部与杠铃杆之间的距离。你以后会知道，这恰恰就是背阔肌的功能。

图4：人体髋部，一个第一类杠杆

这就是硬拉过程中杠杆系统的运作方式。但如果你足够强壮的话，力臂也能以另一种方式运作：在移动较短距离的短力臂端施加足够的力量，能够使长力臂端需要移动较长距离的负重加速移动。这是在翻举和抓举中出现的情况。在加速拉起杠铃的过程中，更长的力臂——更接近水平的背角——被保留下来，以便在拉起杠铃的过程中让背部更容易“甩”起来。硬拉不需要加速，髋部和杠铃杆之间的较长力臂就变成了不利因素，尽可能快速调整背角更接近垂直是举重者用来解决这个问题的最佳方式。

理论上来说，大重量硬拉的杠铃杆的运动路径应该是笔直的，因为这是在空间中把一个物体从一点移动到另一点的最短距离，同时也是最高效的方式。让杠铃垂直向上移动是因为这与重力作用于杠铃的方向相反。功被定义为力(在对抗重力做功的情况下，就等于作用于负载杠铃上的重力)与位移(计算出来的杠铃移动距离)的乘积。因为重力的作用方向竖直向下，举重者只能以竖直向上做功的方式对抗重力，而其他任何方向上的运动都代表着额外的能量消耗(图5)。

图5

对抗重力做的功完全是垂直位移产生的，因为重力作用在垂直方向上。杠铃杆在任何水平方向，上的运动都不能对抗重力做功，所以举重者在水平方向上耗费力气是低效的行为。

水平作用于杠铃杆上的力——相对于举重者向前或者向后的方向——都会导致杠铃杆在上升的同时出现前移或者后移，但这种水平方向的力并不能对抗重力做功。换句话说，如果你愿意的话，你可以提着杠铃在房间里到处走，但硬拉的部分就只是在垂直方向上改变杠铃的位置(从地面上到你手中的锁定位置)所需要做的功。硬拉过程中杠铃杆运动的最短距离是在一条竖直的垂直线上，所以选择任何一条更长的杠铃杆运动路径都是低效的。大多数与运动项目相关的动作——想一下柔道、滑雪或者橄榄球——都不是一条垂直线那么简单，但杠铃举重涉及的动作可以是这样的，而且它们也应该是这样的。

硬拉让杠铃杆处于双腿的前方，这不同于推举，更不同于深蹲——举重者把杠铃平衡在肩膀上(位于脚中心点的正上方)，从而使分配在杠铃杆两侧的身体重量是差不多均等的，以利于在举重过程中保持平衡。而硬拉必须在举重者的大部分身体处于杠铃杆后方的情况下保持平衡。这样的要求使举重者必须考虑举重者-杠铃系统重心的问题。在硬拉过程中，系统的重心会出现小幅变化。

后面的文章将解析翻举和抓举，希望对力量训练者们有帮助。

我是狐心小王爷，律动康健app的签约作者，如果我的文章对你有帮助，请关注，收藏，转发给身边需要的朋友，如需转载，请告知本人，违规转载必究。