北京時(shí)間2024年3月19日,國(guó)際乒聯(lián)正式揭曉了第12周的世界排名榜單,王楚欽登頂三項(xiàng)第一。男單8020分(領(lǐng)先2232分)、男雙4425分(領(lǐng)先1117分)、混雙6780分(領(lǐng)先2945分)。在此前結(jié)束的新加坡大滿貫中,王楚欽斬獲男單和混雙冠軍!
提起乒乓球,不管是學(xué)校里作業(yè)永遠(yuǎn)都做不完的年少學(xué)生,還是小區(qū)里穿著馬褂拖鞋的退休大爺,只要拿起球拍,切、削、搓、拉、帶等各種專業(yè)技術(shù)動(dòng)作可謂是信手拈來,上旋球、下旋球、側(cè)旋球……招招出奇制勝。
來源:人民日?qǐng)?bào)
為什么本來直線運(yùn)動(dòng)的小球會(huì)出現(xiàn)“轉(zhuǎn)彎”的現(xiàn)象?怎樣才能打好各種弧圈球?胖科今天就帶大家一起來看看吧~
首先來分析一下球拍擊球瞬間的受力情況:乒乓球受到球拍的作用力時(shí),可分為同時(shí)受到了撞擊力、沿切線方向的摩擦力、重力作用和周邊空氣的作用力這四種力,由于乒乓球的質(zhì)量很小,而周邊空氣的作用力也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于撞擊力和摩擦力,所以重力和周邊空氣的作用力可以忽略不計(jì),因此撞擊力和摩擦力的合力方向即可以算作是乒乓球的初始飛行方向。其中,摩擦力的存在就是讓乒乓球“轉(zhuǎn)彎”的關(guān)鍵所在(此處劃重點(diǎn),一定要好好看?。?。
乒乓球離開球拍之后,球主要會(huì)受到重力和空氣阻力這兩種力。其中,空氣對(duì)于球的作用力主要分為三方面:一是浮力,這種力是豎直向上的,能夠抵消重力造成的下落效果,所以可以忽略不計(jì);二是迎風(fēng)阻力,這種力是與球的運(yùn)動(dòng)方向相反的,因?yàn)槠古仪虻捏w積并不算小,且本身的速度很快,所以,阻力的作用就非常明顯;三是與球“轉(zhuǎn)彎”相關(guān)的側(cè)向作用力(也就是上文提到的摩擦力),正是這個(gè)力的出現(xiàn)導(dǎo)致了弧圈球的發(fā)生,也正是流體力學(xué)在這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)中最為直接和運(yùn)用和體現(xiàn)。
要從流體力學(xué)的角度來分析弧線球的產(chǎn)生原理,咱們先來看看流體力學(xué)中的“伯努利原理”到底是什么,搞清楚了原理,之后的問題也就迎刃而解了。
伯努利原理是在流體力學(xué)的連續(xù)介質(zhì)理論方程建立之前,水力學(xué)所采用的基本原理,其實(shí)質(zhì)是流體的機(jī)械能守恒。通俗來說,其原理的關(guān)鍵就是明確流體速度與壓強(qiáng)之間的關(guān)系。我們可以通過一個(gè)生活中常見的小場(chǎng)景來重溫一下其中的科學(xué)原理:手拿在豎著的兩張A4紙的上端,讓其能夠以相互平行的姿態(tài)豎直垂下,且在兩者之間保留適當(dāng)?shù)木嚯x,這時(shí)如果我們從上方對(duì)著兩張紙中間的區(qū)域吹氣,就會(huì)發(fā)現(xiàn)兩張紙相互靠近了。
大家是不是很疑惑,難道不應(yīng)該是相互遠(yuǎn)離嗎?這其實(shí)就是伯努利原理的實(shí)際展示。當(dāng)向兩張紙中間吹氣時(shí),局部空氣就會(huì)發(fā)生流動(dòng),因此兩張紙中間的壓強(qiáng)就會(huì)變小,但是紙張外側(cè)的壓強(qiáng)沒有發(fā)生變化,所以,兩張紙就相互靠近了。
其實(shí)伯努利原理在生活中的應(yīng)用還是非常多的,例如常見的地鐵(高鐵、列車等)站臺(tái)上都會(huì)劃有黃色安全線,這是因?yàn)榱熊嚫咚亳倎頃r(shí),靠近列車車廂的空氣會(huì)被帶動(dòng)從而快速運(yùn)動(dòng)起來,壓強(qiáng)就會(huì)變小,站臺(tái)上的乘客如果距離過往列車過近,身體前后就會(huì)產(chǎn)生明顯的氣壓差。在1905年的俄羅斯,就曾經(jīng)因?yàn)樯鲜鲈蚨l(fā)生了一樁慘劇,一群人在鐵道附近準(zhǔn)備迎接火車的到來,但卻在火車疾馳而來之際,仿佛被人從后面重重地撞擊一般倒向鐵軌,最后造成了多人死亡的慘劇。
來源:鄭鐵南陽(yáng)車務(wù)段
還有夏季頻繁出現(xiàn)的“大風(fēng)刮飛屋頂”事件,也是伯努利原理在生活中的體現(xiàn)。當(dāng)刮大風(fēng)時(shí),屋面上的空氣流動(dòng)速度就會(huì)變快,壓強(qiáng)變小,而屋內(nèi)的空氣幾乎是不流動(dòng)的,所以屋內(nèi)的壓強(qiáng)就會(huì)大于屋外的壓強(qiáng),風(fēng)刮的越大,壓強(qiáng)差也就會(huì)越大,一旦風(fēng)速超過臨界值,壓強(qiáng)差就會(huì)“嘩”的一聲掀翻屋頂!
來源:海峽都市報(bào)
了解完原理之后,對(duì)于弧圈球的產(chǎn)生機(jī)制也就很好理解了。在乒乓球比賽的過程中,乒乓球在空中運(yùn)動(dòng)的過程中發(fā)生著旋轉(zhuǎn),這時(shí)空氣相對(duì)于球一方面要向后運(yùn)動(dòng),另一方面球在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)將通過摩擦力帶動(dòng)周邊的空氣一起發(fā)生著旋轉(zhuǎn),兩方面的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行相互疊加之后,乒乓球的一側(cè)的空氣速度就會(huì)變快,則對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)就會(huì)變小,另外一側(cè)的速度相對(duì)較慢,壓強(qiáng)就會(huì)變大,所以,兩側(cè)的壓強(qiáng)差將對(duì)乒乓球提供側(cè)向的作用力,這種情況下,球的運(yùn)動(dòng)軌跡就會(huì)發(fā)生偏差,也就形成了弧圈球。
看到這里,胖科發(fā)現(xiàn)了一個(gè)疑點(diǎn),要想產(chǎn)生弧圈球,首先得讓球在空中旋轉(zhuǎn)起來,那如何才能讓球轉(zhuǎn)起來呢?
要想讓球轉(zhuǎn)起來,肯定得有“力”的加持,那這個(gè)“力”到底是從何而來呢?還得從球拍與球之間所發(fā)生的碰撞說起。
在看比賽時(shí),總能聽到教練在休息時(shí)對(duì)隊(duì)員說“你要狠狠的削他啊!”,其實(shí),這并不是一句帶有過多感情色彩的話語(yǔ),“切、削、搓、拉”等都是比賽中的專業(yè)動(dòng)作術(shù)語(yǔ),就是要讓球拍以不同的姿態(tài)來與球發(fā)生接觸,從而產(chǎn)生所需要的摩擦力。
來源于網(wǎng)絡(luò)
除此之外,“吃球”階段也是尤為重要,“吃球”是指乒乓球撞擊到拍面,使得膠皮及海綿發(fā)生微小形變到恢復(fù)原狀的這段過程,也正是球拍與球體發(fā)生摩擦力的階段。一般來說,摩擦力越大,吃球時(shí)間越長(zhǎng),則摩擦力所對(duì)應(yīng)的力矩產(chǎn)生的沖量矩也就越大,如此乒乓球也就能獲得更好的旋轉(zhuǎn)效果。
在實(shí)際操作中,運(yùn)動(dòng)員還會(huì)通過自身的爆發(fā)力來進(jìn)行“甩球”,實(shí)際上就是通過球拍所施加力的作用將球甩出去。在甩球的過程中,運(yùn)動(dòng)員將通過球拍與球體之間的速度差及對(duì)力的控制,來適當(dāng)延長(zhǎng)吃球時(shí)間,從而讓球快速旋轉(zhuǎn)。
來源:華西新聞
看到這里,是不是對(duì)弧圈球的運(yùn)動(dòng)原理已經(jīng)很了解了呢。乒乓球的每一次旋轉(zhuǎn)和弧線都凝聚著無盡的智慧與汗水,正是這些科學(xué)原理的運(yùn)用,使得這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)愈發(fā)精彩。預(yù)祝中國(guó)乒乓球隊(duì),在接下來的WTT仁川冠軍賽中也能取得好成績(jī),繼續(xù)展現(xiàn)國(guó)球的風(fēng)采與實(shí)力。