如果你要研究的杠铃训练系统不仅仅是关于该主题的意见的集合，那么它也一定不仅仅是活动的历史、作者的个人喜好以及在高水平运动员中观察到的习惯。 历史上充斥着一些行之有效但效率低下的例子。 个人偏好在很大程度上反映了一种难以遏制的偏见。 人们常常可以在不知道因果的情况下把事情做好，但如果知道原理，他们也许就能做得更好。 如果杠铃训练与工程学而不是占星学有更多共同点，如果杠铃训练更像是物理课而不是生日聚会，如果杠铃训练是基于力学而不是民间传说来发展的，那么也许杠铃训练和教学可以更有效地进行。
为了准确分析杠铃训练过程中的动作，有必要了解影响举重运动员和杠铃的因素。 深蹲、卧推、硬拉、推举和高翻都是潜在的多关节复合练习，构成了杠铃训练的基础。 因为这些动作是人体在进行负重运动时非常自然的行为——当身体与环境相互作用时，骨骼系统如何将肌肉收缩产生的力传递到运动中——所以它们并没有那么复杂。 然而，如果你想将这些自然动作作为训练计划，并有效且高效地使用它们，就必须对它们进行专门的细化，以确保它们能够调动最大量的肌肉并在最大的运动范围内使用。 ，这样我们就可以举起最大的重量，从而实现最有效的力量发展。
在杠铃负重的情况下大家应该如何完成动作； 如何将肌肉的收缩力通过骨骼传递给杠铃，从而最有效地完成动作； 在每个动作模式中，随着可承受的重量越来越大杠杆的机械效率，身体也会如何适应和变化——如果我们能够准确地描述这些方面，我们就可以对每个练习进行建模。
该模型必须基于控制身体系统行为的原则。 每种模式的掌握使得每个动作的表演和教学更加直接、逻辑性强、易于理解。 经典力学探索力对物体运动的影响。 对这门科学的深入探索显然超出了我们讨论的范围，但在这里的杠铃训练方法中，对几个概念的基本理解是为每个练习建立准确模型的关键。 理解这些概念很重要，因为用来举起杠铃的杠杆系统（肌肉移动骨骼，在重力框架中承受重量）遵循力学定律。 在分析举重和优化运动模式之前，您必须了解它们。
因此，我们从最基本的概念开始讨论并建立模型。 如前所述，杠铃的重量是由重力产生的。 重力是由我们居住的星球产生的。 为了讨论方便，我们将其视为一个规则球体。 每个无障碍物体都垂直于球体表面下落。 “水平”一词用于描述与行星表面平行的平面，因此下落的物体将始终垂直于“水平面”，我们将这种轨迹描述为垂直。 因此，作用在杠铃上的重力总是垂直向下的，而抵消自由落体杠铃重力的唯一方法就是提供垂直向上的力。 杠铃运动时可能会受到水平力的作用，但水平力不会影响杠铃的垂直运动。 因此，当涉及到深蹲、硬拉或杠铃推举时，起作用的是垂直分力——对抗重力。 这意味着在重力框架中，最有效的杠铃运动路径始终是垂直线，不仅因为两点之间的直线距离最短，而且因为任何作用在其他方向上的力都无法对抗重力（请参阅图1）。
图1：重力作用于垂直方向且仅作用于垂直方向
任何反抗重力的活动都是与重力相反的方向，即垂直向上。 任何水平移动的物体都不能抵抗重力。
重力以三种方式表示为举重杠铃系统中的基本力：张力、压力和力矩（图 2）。
图 2：张力、压力和扭矩是重力作用在举重杠铃系统上的方式
张力是指沿着物体传递的力，如果物体可变形（并非每个物体在正常训练条件下都可变形），则该力将物体拉长。 例如，当举重运动员将身体悬挂在单杠上时，他的身体就会产生张力。
压力是施加在物体上的力，如果物体是可变形的，则可以使物体缩短。 压力和拉力方向相反。 例如，当举重运动员背着杠铃站立时，就会对他产生压力。
拉伸和压缩都被视为轴向力，因为它们是平行于重力轴表达的。
扭矩是指倾向于使物体绕轴旋转的力。 当您用扳手转动螺栓时，这种力会沿着扳手手柄传递。 扭矩也可以被认为是“杠杆”或旋转力。
当杠铃放在举重者的背上或在推举过程中处于头顶锁定位置时，重力会产生压力。 当杠铃在硬拉或翻举过程中悬挂在手臂上时，作用在手臂上的力是张力。 骨骼传递压力，而结缔组织和肌肉传递张力； 结缔组织和骨骼共同作用来传递扭矩（杠杆）。 如果杠铃举过头顶并锁定，然后沿弧线下降至硬拉悬挂位置（图 3），则所有三个力 - 顶部的压力、手臂沿弧线移动抵靠身体的力矩以及杠铃到达并停留在腿部时的张力——人体可以依次感受到。
图 3：举重运动员握住杠铃时上半身的压力、扭矩和拉力如何出现
力臂是旋转点与力作用点之间的距离。 我们从力的作用点出发，画一条垂直于力的方向到旋转点的线段，然后计算这个距离。 例如，当您使用扳手时，在旋转点（螺栓）和引起旋转运动的力的施加点（您的手）之间，力臂是从旋转点到直线的垂直距离。线沿力的方向。 力矩是沿着作用在枢轴或支点上的刚性杠杆传递的力。
力臂（与“杠杆力臂”同义）是计算杠杆产生的力矩所必需的：力矩等于作用在杠杆上的力乘以力臂的长度。 在整个运动系统的一侧，力作用在杠杆上。 在系统的另一侧，旋转物体抵抗旋转力。 因此，沿着刚性杠杆，力在两个方向上作用。 （因此，力矩是切向力，与拉伸和压缩所属的轴向力相反。）“力臂”是旋转力作用的有效距离。 力臂越长，作用在杠杆上的实际力产生的旋转力就越大。
拉动扳手的最有效角度是垂直于手柄。 这对于任何使用过扳手的人来说都是显而易见的。 您可以轻松调整扳手钳口在六角螺栓上的位置——六角螺栓的设计是为了方便我们旋转——无论扳手卡在螺栓上哪个角度，您都可以以垂直于扳手手柄的角度拉动。 如果以 90° 以外的任何角度拉动扳手，部分力会沿扳手方向转化为压力或拉力 - 90° 是唯一可以使用所有力来转动螺栓的角度。 。 因为90°是转动螺栓最有效的角度，而对于其他角度，只有垂直于力方向的部分，力臂的长度才有效。 因此，有一个约定，计算90°角时力臂的长度（参见图4）。
图4
力臂是旋转点与力的作用点之间沿直线段的距离； 该线段与力的作用方向成 90° 角。 在杠铃训练中，重力提供力量，并且重力始终垂直向下。
作用在螺栓上的旋转力的大小将随力臂的长度（垂直于力的方向、扳手旋转点与握住扳手的位置之间的距离）以及作用在螺栓上的力的大小而变化。扳手（当您拉动扳手时）。 （力量）变化。 您可以通过两种方式增加旋转力 - 加大力度或延长扳手的长度 - 使用较长的扳手或使用“延长衬套”来增加扳手的长度。
在杠铃训练中，旋转力是由重力作用在杠铃上产生的，力臂是杠铃与沿受力的相应身体部位的关节之间的水平距离。 深蹲时，当膝盖和臀部未锁定且背部、大腿和小腿之间形成角度时，杠铃相对于身体的位置与这些身体部位的端点和平衡点之间会形成力臂在脚的中心。 重力总是垂直向下——转动这个特殊“扳手”的“手”实际上是重力，它总是将杠铃垂直向下拉。 因此，我们需要计算垂直于杠铃运动路径的线段上的力臂。
这意味着深蹲时沿背部的力臂长度始终等于杠铃和髋关节之间的水平距离（图 5）。 对于我们的大腿来说，力臂是杠铃和髋关节之间以及杠铃和膝关节之间的水平距离。 由于股骨被重力矢量分为两部分，因此我们需要分别考虑髋关节和膝关节处的力臂。 髋伸肌“看到”髋关节和杠铃之间的股骨力矩，膝伸肌“看到”膝关节和杠铃之间的股骨力矩。 （实际上，对于背部和大腿来说，髋关节和杆之间的水平距离是相同的，因此作用在两个部分上的扭矩是相同的。）同样，沿着膝盖和脚踝之间的小腿长度，扭矩可以分别视为杠铃与踝关节之间的力矩以及杠铃与膝关节之间的力矩。
图 5：深蹲时力臂沿背部移动
杠铃和髋关节之间的力臂会根据杠铃在背部的位置和背部的倾斜角度而变化（图6）。 如果杠铃处于我们建议的较低位置，髋关节和杠铃之间的距离将比杠铃处于较高位置时更短。 但由于杠铃必须始终位于脚中心平衡点的正上方，因此杠铃越低杠杆的机械效率，举重者需要采用的背部角度越接近水平。 同样，如果杠铃位置较高，则杠铃和髋关节之间的距离较长，需要通过更垂直的背部角度来补偿。 如果膝盖保持在相同的位置，则髋关节和杠铃（力臂）之间的水平距离在两个位置上可能是相同的。 我们不使用低杆位置，因为它会减少反扭矩； 我们使用低杆位置，因为更水平的背部角度、闭合的髋部角度和开放的膝盖角度使髋关节保持一定距离。中足平衡点更靠后，产生更长的力臂，可以吸引更多的肌肉并举起更多的东西。重量。 使用这种身体结构可以增加参与移动负重的肌肉数量，从而使举重运动员能够进行更重的训练。
图6：力臂的长度随着线段的角度和长度的变化而变化。
如果线的长度发生变化但角度保持不变（上图），或者角度发生变化但线的长度保持不变（下图），则力臂也会发生变化。
还有另一种方法可以考虑作用在举重杠铃系统上的扭矩。 在每种情况下，力臂都涉及作用在一端的力、另一端的旋转点以及力在两者之间传递的距离。 我们需要考虑肩杠对足部平衡点中心可能产生的影响：如果杠铃的位置从足部平衡点正上方的理想位置向前或向后偏离——例如，任何作用在足部平衡点中心上的力杠铃方向水平力。 我们可以把脚中心的平衡点看成是一个旋转点，那么杠铃和脚中心点之间就会产生作用于整个系统的旋转力。 这种水平力在脚中心和杠铃之间产生力臂，该力沿着身体垂直表达。
现在你需要知道这样一个事实：你的脚底是一个平坦的表面（鞋底），与另一个平坦的表面（地面）接触，而离地面最近的旋转点是我们的踝关节。 但由于踝关节由小腿肌肉稳定，当你的身体或杠铃向前或向后移动时，重量会相对于脚的中心移动。 举重运动员-杠铃系统将有一个力臂，以脚中心的平衡点为旋转点。 重量越大，距离越长，这个力臂的效果越明显。 当杠铃相对于平衡点向前移动时，系统要求举重者施加更大的力来抵抗杠铃的重量。
由于人体的一些特性——脚踝在脚中心的后面、膝关节在前、眼睛向前看——当我们的身体失去平衡时，我们很容易向前摔倒。 大多数人经过几周的训练后，不会让自己处于肩上扛着杠铃向后移动的尴尬境地。 另一方面，当身体处于深蹲或硬拉的最低点时，举重者通常处于不对称的位置——身体的更多部分位于杠铃后面。 所以我们很容易得出结论，杠铃相对于脚中心点的向前和向后运动对这个动作系统的影响是对称且相等的。 例如，如果杠铃向后偏移 3 英寸（7.6 厘米），则您需要施加与杠铃向前移动 3 英寸相同的力（但方向相反）。 在这种情况下，术语“不平衡”是指杠铃与脚中心点之间存在一个力矩（旋转力），举重者必须施加一定的力来抵消其影响，才能控制它（图 7）。 如果杠铃处于平衡状态，则可以更有效地利用抵抗不平衡力矩的力来举起更大的重量。
图 7：“平衡”被定义为垂直方向系统的状态，沿水平方向没有力臂。
因此，您控制杠铃与脚中心之间力矩的能力（将杠铃保持在脚中心正上方的能力）就是您在举重过程中使用良好技术的能力（图 8）。 记住这一点并重新阅读以前发布的文章的内容。
图 8：良好的深蹲技术是指能够在杠铃和中足平衡点之间保持零力臂。
当我们深蹲时，我们必须考虑两个杠杆系统的作用。 沿着身体部位水平作用的力矩是由作用在杠铃上的重力产生的。 当你举起沉重的杠铃时，无论是蹲着还是站着，它们都是与生俱来的，构成了我们变得更强所需对抗的阻力。 然而，作用在杆和中足平衡点之间的垂直力矩必须保持为零，以避免浪费可用于举起更大重量的力量。 在分析该系统的生物力学时，必须考虑这两个力矩（图 9）。
图 9：深蹲时作用在身体上的扭矩概念
(A) 沿身体部位的力臂A是深蹲运动中固有的，是我们训练时的阻力来源。 (B) 为了实现最大效率，举重者必须在杠铃和脚中心的平衡点之间保持零力臂。 力臂 B 对举重者向力臂 A 施加力的能力有负面影响。
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