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巧用物理知识 成就乒乓高手

科普小知识2022-08-18 11:31:09
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我非常喜欢乒乓球。打乒乓球时,我不仅要“用手和脚”,还要善于“用脑子”。在乒乓球运动中,我处处都需要物理知识,比如力量、旋转、速度、位置等等。下面是关于乒乓球旋转的物理学的一个简短的报告。

乒乓球在前进过程中由于不同的旋转方向而沿着不同的轨迹运动(如图A所示)。我们用三种不同的击球方法打乒乓球:上旋球、下旋球和非下旋球。

所谓的上旋和下旋指的是乒乓球的轴心。向上旋转是向上旋转,向下旋转是向下旋转。请判断图1、图2和图3中的哪一个是上方的螺旋球(在图中逆时针旋转)?哪个是向下旋转的球(在图中顺时针旋转)?哪一个不转动球?现在让我们分析一下。

上旋球是让球向前滚动并飞向另一边,就像汽车轮胎一样。由于空气具有一定的粘性,当乒乓球旋转时,空气摩擦球面,旋转的球带动周围的空气层一起旋转。如图b所示,当乒乓球向左移动时,它也逆时针方向旋转,因此气流相对于乒乓球向右流动,并且球周围的空气也通过旋转的球带逆时针方向旋转。这样,球体上方的空气除了向右移动之外还向左旋转,并且两个方向相反。球体下面的空气除了向右移动之外,还向右旋转,两者方向相同。因此,乒乓球下面的空气速度大于乒乓球上面的空气速度。根据流体压力和流速的关系:在气体和液体中,流速越高,压力越低。因此,乒乓球底部的压力很小,而顶部的压力很大,所以乒乓球上的气压是向下的。因此,乒乓球在向下的空气压力和向下的重力作用下(合力向下且大于重力)沿弧线迅速下落,从而产生上螺旋球。上旋球的特点是飞行距离大、网上弧线大、在空中快速下落、出界困难、落地后反弹高且快、向前冲力大,这将使对手更难反击。上螺旋球的轨迹如图1所示

下旋是让球向后滚,然后飞向另一边。如图c所示,当乒乓球向左移动时,它也顺时针旋转,因此气流相对于乒乓球向右流动,并且球周围的空气也通过旋转的球带顺时针旋转。这样,球体上方的空气除了向右移动之外,还向右旋转,两者方向相同。球体下面的空气除了向右移动之外还向左旋转,两个方向相反。因此,如果乒乓球上方的空气速度大,下方的空气速度小,则球下方的压力大,上方的压力小,因此球处于向上的压力下。这样,在向上的气压和向下的重力的作用下(重力和气压的合力是向下的,但其大小小于重力),产生向下的旋转球。下旋球的特点是在空中飞行时间长,所以上飘飞行距离长,网上弧度小,落地后反弹低而平,球反弹比非旋转球低。下行球的轨迹如图3所示

图A中的轨迹2位于上部旋转球的轨迹和下部旋转球的轨迹之间,下部旋转球是非旋转球的轨迹。

事实上,乒乓球旋转有很多种类型,如上旋球、下旋球、左下旋球、右下旋球、左上旋球、左下旋球、右上旋球、右下旋球等。但它们的原理是相同的,也就是说,它们都使用“在气体和液体中,流速越高,压力越低”的物理知识。

我的朋友们,如果你有意识地应用物理原理并努力练习,你可以玩各种旋转球,这将使你的对手措手不及。当你看着球叹息时,你一定有一种成功的喜悦感。注意任何地方的所有知识。祝大家学习和玩耍愉快!