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        乒乓球打不好?先來學(xué)物理

        2022-05-30 10:48:04秦佳施威
        初中生世界·七年級(jí) 2022年11期
        關(guān)鍵詞:膠皮伯努利球拍

        秦佳 施威

        乒乓球運(yùn)動(dòng)是速度、力量、旋轉(zhuǎn)的完美結(jié)合,兼具這三者的弧旋球是乒乓球比賽中重要得分手段之一。除了體育,乒乓球運(yùn)動(dòng)還與物理學(xué)有密不可分的關(guān)系,特別是其中的伯努利原理。

        伯努利原理指的是,在一個(gè)流體(氣體、液體)系統(tǒng)中,流體的流速越快,其產(chǎn)生的壓強(qiáng)越?。涣魉僭铰?,壓強(qiáng)越大。它由瑞士物理學(xué)家丹尼爾·伯努利在1726年發(fā)現(xiàn)并提出。

        乒乓球運(yùn)動(dòng)中的伯努利原理是怎么回事呢?這要先從乒乓球的發(fā)展史談起。

        最初,人們使用的是一塊“光板”,即球拍上沒有膠皮,擊出的球在空氣中速度慢、力量小、旋轉(zhuǎn)弱,雙方只能把球推來推去。后來,出現(xiàn)了帶膠皮的球拍,球與球拍之間的摩擦力增大,通過膠皮摩擦乒乓球底部可以制造出一定的旋轉(zhuǎn),形成下旋球,因此削球(屬于下旋球)打法一度流行。之后,科研人員經(jīng)過大量實(shí)踐探索,發(fā)現(xiàn)在膠皮和木板之間增加一層海綿后,擊球的速度和力量大大提升,能較輕松地制造出有相當(dāng)威脅的上旋球,運(yùn)動(dòng)員也可以更為主動(dòng)地掌控比賽。至此,弧旋球(廣義上屬于上旋球)打法成為乒乓球項(xiàng)目的主流打法。

        這里除了涉及摩擦力,還有一個(gè)物理知識(shí),就是為什么球拍增加了海綿后球速和彈力都變大了呢?其實(shí),我們可以把海綿想象成一張弓,弓硬度越大,弓箭蓄能越足、射程越遠(yuǎn),射出的箭力量也越大。

        那么,伯努利原理在其中起到什么作用呢?

        乒乓球在飛行時(shí),會(huì)帶動(dòng)周圍的空氣跟著一起旋轉(zhuǎn)。以上旋球?yàn)槔?,上旋球?huì)使球體表面的空氣形成一個(gè)環(huán)流,環(huán)流方向就是乒乓球的旋轉(zhuǎn)方向。乒乓球上方的環(huán)流方向與氣流相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反,下方的環(huán)流方向與氣流相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相同。由伯努利原理可以得到這樣的結(jié)論:乒乓球上方空氣流速慢、壓強(qiáng)大,下方空氣流速快、壓強(qiáng)小。壓強(qiáng)差使乒乓球得到了一個(gè)向下的力。

        弧旋球?qū)儆谏闲虻姆懂?,運(yùn)動(dòng)員可通過控制擊球時(shí)的速度和力道,來改變這個(gè)力的大小,從而控制球的軌跡和落點(diǎn)。這也正是弧旋球下墜更強(qiáng)烈、更明顯、不易預(yù)判落點(diǎn)和彈跳高度的原因所在。而膠皮和海綿的加入,以及乒乓球器材的不斷更新?lián)Q代,也都在改變著這個(gè)力。

        削球打法屬于下旋球。同樣是因?yàn)椴?,削球飛行時(shí)受到的力是向上的,所以它比弧旋球下墜的速度要慢。于是,在追求速度、力量、落點(diǎn)的當(dāng)下,削球逐漸成為非主流打法。

        (選自2022年第9期《知識(shí)就是力量》,本刊有刪改)

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