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网球里平击球,上旋球,下旋球在碰撞地面的瞬间发生了什么?

2019-12-29体育

这个问题我还真思考过。

背后的力学原理就2条(第2条可以忽略):1是 静摩擦力的大小正比于正压力,方向与相对摩擦的趋势相反

2是正压力的大小是球落台时的冲击力(正比于球的弧线高度H),和旋转产生的马格努斯力之和。即低球压力小,高球压力大,下旋球压力小,上旋球压力大。

所以:

下旋球触台瞬间,球底部的速度向前,静摩擦力向后,根据力的平移原理,等效于一个通过球心向后的力和一个向前旋转的力偶,所以球的旋转和速度都减慢;

平击球(有必要解释一下,这里的平击球是指完全没有旋转的球,但实际上,反胶的平击球是弱上旋,只有长胶和防弧胶的平击球有可能是不转球,并且很大程度上取决于对方的来球……)触台瞬间,球底部的速度向前,静摩擦力向后,同上可知,球速减慢,旋转由不转变为弱上旋;

上旋球触台瞬间,假设球的水平速度为V,方向向前;转速为w,球径为d,球底部线速度v=wd/2,方向向后,那么此时分为3种情况:

1、v>V,此时球底部速度向后,静摩擦力向前,触台瞬间,上旋减弱,球速变快,球往前拱,这是绝大部分上旋球的情况;

2、v<V,此时球底部速度向前,静摩擦力向后,触台瞬间,上旋变强,球速变慢,参照平击球(实战中几乎不会出现这种情况);

3、v=V,此时球底部的速度为0,与球台不发生静摩擦,球速不变,旋转不变,啥也没发生,这种一般称之为「假弧圈球」。

球与球拍的接触非常复杂,在此不做分析。

当然,球是靠打的不是靠纸上算的。这些道理,不明白也不会掉球;明白了也不能涨球。