Doctor Curious 56:浅谈乒乓球运动中的一些物理知识

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让我们来试试科学地打乒乓球。吴兵,中国科学院理论物理研究所博士研究生导师郭奉坤研究员研究方向:强子物理。乒乓球被誉为中国的国球,在国内拥有深厚的群众基础。可以毫不夸张地说,在神州大地的任何一个角落,都能找到会打乒乓球的人。尽管我们很多人会打乒乓球,但对它的理解却常常不够深入。作为一个经常打球的人,我相信许多人在看着这颗小白球时,会和我一样思考:为什么这个球的弧线如此奇特?

为什么有时候一碰球就飞了出去?怎样才能实现最大程度地发力?接下来我将以上述问题为切入点综合我个人日常打球时的体会并运用基础的中学物理知识对这颗小白球进行简要介绍

1.乒乓球的旋转是区别于羽毛球的关键部分也是这颗小白的魅力所在根据旋转轴的取向以及质心运动的方向可以将旋转简单分为三种——上旋下旋和侧旋通俗地说上旋是指乒乓在飞行过程中求的上部向前旋转角速度方向在水平面质心运动分速度的左侧类似的下选是指乒在下飞行过程中求的下部向前转角速方在水面上质动分的右侧可以发现上下悬定义与秋的心运方相关一旦图中的反向那么相应的上下也会颠倒而实际乒通常是上、下和侧混合下面我们将主要分析上和下其他类似

2.考虑图2中(a,b,c)三种情况下的受力其中(a)代表不转,(b)(c)具有相应的转动根据之前的定义可知在图2 (d,e)所示的速度之下分别为不转、下降上升对于没有的情况在不碰撞近似入射出射将为即平行台面的分不变垂直台面的分反向;一旦具有就会产生额外的摩擦由于摩檫总是阻碍相对因此受到相应力就在相的方向产生动的变化因此判断出由于影响实际情况必须要考虑形变否则这里的将只影响绕心的并不会改变质量速故而不难判断出不转对应的运动轨迹即为图中三条虚线显然相对于不上冲表现为更往前“冲”表现为“不往前走”甚至如果足够强那么可能直接向后跳技术中有一种自动往回的发来源此它是奥运马琳绝技当然普通人通过一定练习也可以熟练掌握我们可以采用类似的方法分析与拍相互作用此时的受力和学见从明显看出相对于不出高会导致容易界而更低因更容易网如果足够强甚至可能直接向下接起来感觉非常沉

3.我们来析对的影响我们考中的两种情况为了便于析我们将这两个极分别记为大小记为绕半径易知道对于而言处度不同具体由黏性导致其上半附近的空气流大小将明小于下半根流体力学伯努利程知快的地方压强大慢小地方压大因此会产生一个被称为力的竖直向上两个都会导致偏离即同时随着阻力不断减最终趋近于我们现在来在这种的作用下来以初度的分为两部分容易知道就是一个简单的匀直线运;竖直初度(大小)对于相应加分别为它们满足随时间增加不断增趋于不断减也趋于真实更加复杂一般刚离开拍面时先迅速随后才开始降低讨论简化的情况为了便于析我们将分为升期降期分别对应从A点出发到达最高点和开始落回到同一高度并且认为在这两个时期垂加速恒定分别记为此过程随着自然有关系如图4所示考虑到可得由此出发鉴于水平方向得到应不难发因为所以下降期的比上升更加低平因为整体表现出明显的扎而不则是完美的抛物这三条弧线了对快速特点的一般比较弱强烈诡异防守强烈的涌现出了一大批优秀运动员尽管打法能够最快速地将但材质和大小的改革比赛回合数有所增加特自世纪年代以来逐渐成为主流打法

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