关于乒乓球碰撞原理?
这是个好问题,我曾经在知乎写过一篇长一点的解答。 简单说就是当球以很高的速度击中球拍的时候(特别是正手击球的时候),由于动量的缘故球会顺着拍子继续向前运动,此时如果挥拍时机和发力方法正确的话就可以把球“撞”回去 当然这些都是建立在合理肌肉记忆的基础上(其实这里说的只是发力方式的问题,能打出高质量的球除了技术还要有合理的肌肉记忆即正确的发力方式,不然你学会了拉弧圈也不会打)。
首先我们要知道什么是冲劲什么是力度。冲劲是动能的概念,它是物体在某段距离内所做的功,而力度则是力在一段时间内所作的功。显然冲劲越大物体运动的距离越远(动能大);而力度是指力对物体的作用时间(或作用次数),它取决于力的性质,与物体的位移大小无关。所以说力度是无法直接比较的,而冲劲是有方向性的可以做定量计算的。 我们现在可以把力量比作水,而乒乓球犹如一个小球,要想把小球打出去必须让水有这个冲击小球的能力,而这个能力就是冲劲。但是光有水也不行,还需要一个能够将水聚集起来形成一股弹射力的工具,这个工具就是球拍。
我们假设乒乓球的直径为d,球拍长度为L,拍子的宽度为w,一个回合时间内球能被反弹回来的最大弧度为θ(这主要是考虑球被摩擦损耗的部分)。那么根据几何关系,可以计算出球拍与球的接触区域(即扇形面积)的大小为 \frac{1}{2}L w\sin{\theta}. 而撞击时产生的冲劲F的大小则由牛顿第二定律 F=m v^{2}/t=(\frac{md^{2}}{dt})^{2}/t 因为 m=pv 所以 F=(\frac{p d^{2}}{t})^{2}/(l+\frac{gd}{\omega})^{2} 显然这是一个二次函数,当 t 足够大的时候,可以近似认为函数取最大值。而在所有的参数中只有 g 是与运动学有关的常数,其余都是动力学概念,因此只要让 g 尽可能小那么这个函数就会尽可能的大。所以为了增加冲劲我们可以采用减小重心的方法,而减小红外线的角度则可以提高 p 和 d 的乘积。这两项都是结构上的优化,无法通过练习改变。而增加挥拍的速度则可以改善 \frac{1}{t} 从而间接增大 F 但这不是唯一的办法。比如还可以尝试增加上臂的发力,这样能够提供更高的扭矩,同样可以增大 F (当然前提是不引起其他不必要的身体变化导致其它指标变差) 以上都只是理论分析,要真正打好乒乓球还必须通过大量的联系来完成肌肉的记忆。