乒乓球堵水瓶原理?

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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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塑料瓶有高低压的压强差,因为乒乓球堵在瓶口之后,瓶口内仅存的空气会因为高压而使内部空气减少,同时乒乓球又因为大气压的存在不能离开瓶口, 所以形成了密封装置。水在压强差的作用下不会流下来。

水受重力的作用要将乒乓球压下去,同时,瓶内空气被压缩后压强增大,向上的压力加大。当水产生的压力与瓶内气体的压力达到平衡时,乒乓球就不再向下沉了。

当瓶子倾斜到一定程度时,水产生重力使乒乓球再次向下移动,这时瓶内气体的体积会进一步减小,压强继续变大,气压又会把乒乓球顶上来,使瓶子中“悬空”的部分仍有水,同时乒乓球也不能跳出瓶口。

原理分析:

1、只要塑料瓶口内还有一点空气,那么空气就有压强。大气压的作用想将乒乓球压到瓶底部,而瓶内空气也有压强,想将乒乓球顶回去,达到平衡的时候,乒乓球就再也不动了。

2、这个现象是利用了大气压与连通器原理。乒乓球堵住了瓶口,瓶内形成密闭空间。向瓶内注水,水位达到乒乓球的位置时,由于大气压的作用,水就无法再注入瓶内了。

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