乒乓球是我國的“國球”,從(cong) 1988年漢城奧運會(hui) 乒乓球成為(wei) 奧運正式項目開始,32枚乒乓球金牌中國拿了28枚。小小的乒乓球背後有哪些深奧的物理學星空体育官网入口网站呢?
一、空氣對旋轉球體(ti) 的影響
普通人和乒乓球運動員打球,基本上一個(ge) 球都接不住,因為(wei) 乒乓球運動員往往會(hui) 讓球旋轉著飛來,按照旋轉方向又可以分為(wei) “上旋”“下旋”“側(ce) 旋”等多種情況,不同的旋轉,球的飛行軌跡和反彈情況完全不同。
具體(ti) 來說,旋轉的球在空中運動時,會(hui) 受到伯努利原理和馬格努斯效應的影響。
伯努利定律是流體(ti) 力學中的一個(ge) 定律,它告訴我們(men) :流體(ti) 流速快的地方壓強小,流速慢的地方壓強大。無論是上旋、下旋還是側(ce) 旋,或者是足球中的香蕉球,因為(wei) 球兩(liang) 側(ce) 流速的不同,就會(hui) 造成側(ce) 向的壓力,這個(ge) 壓力會(hui) 讓球在空中改變方向。
香蕉球
德國科學家馬格努斯對這個(ge) 問題進行了計算,得出了馬格努斯力的計算方法,對於(yu) 上旋球,馬格努斯力向下,使得乒乓球過網後迅速下沉;下旋球,馬格努斯力向上,球落地就會(hui) 慢一些。同樣,左旋和右旋的側(ce) 旋球也會(hui) 讓乒乓球的軌跡千變萬(wan) 化,難以捉摸。足球、排球、網球中的旋轉球都離不開馬格努斯效應。
上旋球馬格努斯力向下
二、反彈的方向
除了在空中飛行時受到馬格努斯力的作用外,旋轉的乒乓球與(yu) 球桌或球拍碰撞時,反彈的方向也有相當大的變化。比如:當上旋的乒乓球撞擊球桌時,由於(yu) 接觸點球麵向後運動,會(hui) 受到球桌向前的摩擦力,乒乓球會(hui) 向前下方急劇前衝(chong) 。遇到豎直的拍子時,同樣的道理,乒乓球會(hui) 受到向上的摩擦力,有可能疾直雲(yun) 霄。
接上旋球容易直衝(chong) 雲(yun) 霄
下旋球則和上旋球相反,當下旋的乒乓球彈台時,受到來自球台的向後的摩擦力。此時,下旋球就會(hui) 減速向前,甚至後退。下旋球遇到球拍時,會(hui) 受到向下的摩擦力,從(cong) 而急速下墜直鑽網底。這就是為(wei) 什麽(me) 和專(zhuan) 業(ye) 運動員打球,普通人一個(ge) 球也接不住的原因。
下旋球在球台直接倒退
接下旋球時直鑽網底
三、乒乓球拍
想要製造和應對旋轉球,當然離不開乒乓球拍。乒乓球拍由底板、海綿和膠皮幾部分組成,根據膠皮的不同可以簡單分為(wei) 正膠和反膠。正膠膠皮顆粒向外,與(yu) 球的摩擦小,製造旋轉的能力弱,適合近台快攻的打法。反膠的膠皮顆粒向內(nei) ,與(yu) 球球接觸麵積大,製造旋轉的能力強,在現代乒乓球運動員中非常常用,適合弧圈型打法。
正膠
反膠
反膠球拍
正膠中還有一種特殊的膠皮——長膠,它的膠皮顆粒特別長,球飛過來時就好像被掃帚掃了一下,回球後不改變球的旋轉方向。因此,上旋球被長膠拍打回後就變成了下旋球,而下旋球被長膠回球後則變成了上旋球。
本屆運動會(hui) 的乒乓球混雙比賽中,中國隊許昕/劉詩雯不敵日本隊水穀隼/伊藤美誠,17年來首次丟(diu) 失奧運會(hui) 金牌。賽後劉詩雯流淚不止,說自己對不起整個(ge) 團隊。其實,丟(diu) 一塊金牌,並不一定是壞事。現在的乒乓球世界,不是中國能否奪金的問題,而是對手與(yu) 中國差距太大的問題。許多國家不得不引入中國退役選手進入國家隊。比如祖籍上海的乒乓球運動員倪夏蓮,退役後嫁到盧森堡,如今已經58歲了,還在代表盧森堡參加奧運會(hui) 。
中國乒協一直在努力讓更多教練和球員出國去交流,或讓外國選手到中國來訓練,幫助他們(men) 提高水平,縮小與(yu) 中國選手的差距。因為(wei) 隻有這樣才能讓乒乓球這項運動永葆青春。
倪夏蓮
END
2020東(dong) 京奧運會(hui) 專(zhuan) 題
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