乒乓球堵水瓶原理?
因为乒乓球是一个无轴球体,所以在击打的时候有一个向前滚动的作用力。 由于这个作用力的存在,所以会不可避免的造成上盖的旋转。 而乒乓球运动的一个基本规律就是力矩越大(转动惯量越大)则速度变化率越慢,反之则越快。 所以为了达到最快,必须要让上盖在尽可能短的时间内达到最大的速度。
而我们知道要达到最大值必须让力矩和速度都为0,且力矩方向必须与速度方向垂直。 但是如果要让以上条件全部满足,那么只能是当速度为零时力矩也为零(否则必然有一项不为零而导致结论不成立),也就是说只有当打到乒乓球时速度恰好为零才能满足要求,显然这是不可能的。 所以我们只能退而求其次,让时间趋于0,即瞬间完成击打。这样虽然达不到最大值,但是可以达到相当接近的最大值了。这就是瞬间最大值定理。 这个瞬间最大值定理同样适用于篮球投篮、足球踢出弧线球等需要计算发力角度的问题。比如踢足球时总是先脚弓触球然后膝盖摆动形成弧线,就是因为在踢出球的瞬间由腰部带动大腿发力产生了一个向前的冲量。
另外,在打乒乓球是常常可以看到这样的一幕:一个球打得快掉落地面之时,另一个球已经高高跃起……如此迅速地调动位置,就是为了第一时间利用惯性使手臂产生足够的初速度,从而获得更大的威力。 当然,这种迅速调动的目的是以消耗能量为代价换取更快的动量变化,所以在实际的比赛中并不会频繁使用这样的技巧。
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