乒乓球物理原理

在乒乓球运动中，由于旋转的球上下方空气流速不一样，根椐伯努利方程，流速大的一方压强小而流速小的一方压强大，就导致了乒乓球在行进过程中出现了弯曲轨道，即弧线球。乒乓球物理原理主要有，空气动力学，力学，动能和势能及形变，原理太多…

乒乓球作为我国的“国球”被大家所熟知，乒乓球运动的入门也非常简单，普通人很快就能够学会。当我们的水平达到一定程度的时候，就得学会运用一些高阶技能了，那就是旋球。旋球的操作令很多人感到头疼，因为旋转的乒乓球在空中的运动轨迹似乎有些飘忽不定，让我们难以捉摸，无法准确的接球。那么小小的乒乓球在空中为何会产生这种现象？那就是利用了——伯努利原理。

在了解乒乓球产生这个现象之前，我们需要先了解什么是伯努利原理

伯努利原理

关于伯努利原理有一个定量的描述，那就是“伯努利方程”，这个方程用准确的描述就是：在理想流体稳定流动时，单位体积的动能、势能以及该点的压强之和为一恒量。

没看懂？那么我用简单的语言来解释一下就是：在一个流体系统中，比如水流、气流中，流速越快，流体产生的压力就越小。这个定律可以用于解释我们生活中很多常见的现象。例如，当我们向两张平行放置的纸张中吹气的时候，由于中间的气体流速较快，压强比较小，因此两边的气压就会将两张纸向中间挤压，于是我们就看见了两张纸张向中间靠拢的现象。

还有就是我们能够见到在列车运行轨道之外都有一个安全距离标记，那是因为在列车高速运行过程中，会带动周边的空气流动，因此会形成高速的气流，导致压强变小，而这个气流处于人与列车之间，因此，假如我们离列车太近，人体两边受到的压强不一样，从而产生压力的作用将我们“推向”列车造成安全隐患。这就是在列车的两侧要保持安全距离的原因。

经过上面的讲解，你肯定已经知道伯努利原理是怎么一回事了。那么打出的乒乓球有与它有什么关系呢？

乒乓球运动中的伯努利原理

乒乓球在空中的运动与伯努利原理也是密不可分的，下面我将来详细分析这个过程中伯努利原理是如何起到作用的。

我们以一个上旋球为例，球的运动如下图所示

当对方打来一个上旋球向我们飞过来，在飞行的过程中，球不但具有平动，还有转动，在转动的过程中，球会带动周边的空气运动，带动的空气运动方向与球旋转的方向一致。而球在向前运动的过程中，又会与空气存在相对运动，于是会有气流向乒乓球“迎面而来”，而这两种运动方式产生的气流会相互影响。

在上图中的乒乓球上方，乒乓球旋转所带动的气流运动方向与球体迎面的气流方向相反，因此会相互抵消一部分，于是上面的气流总速度减小。而在下方，乒乓球旋转所带动的气流与迎面气流方向一致，因此总的气流速度大小会进行叠加，总的运动速度会比上方气流的运动速度更大。这就联系上我们上面所讲到过的伯努利原理了。乒乓球上方气流速度小，因此压强会更大，于是在运动过程中会产生一个向下的压力，此时，乒乓球的运动轨迹相比于正常情况下将会更低。

而下旋球便于刚才我们所讲的过程相反，因此会产生一个向上的压力抵消掉一部分重力，因此，运动轨迹会比不旋转时更高一些。乒乓球不但有上旋下旋，还有左旋右旋，左旋右旋着会导致乒乓球在竖直方向上的运动不会在一个平面上，因为伯努利原理会导致乒乓球会在空中左拐或者右拐。

然而旋球的实际情况比这复杂的多，不仅是上下左右这么四个方向，而是在立体空间以任何一个方向为轴进行旋转，这就导致旋球的运动轨迹更加复杂而难以捉摸。我们习惯上的反应会认为这颗球会做抛体运动，于是会在在对应的位置接球，往往会导致我们接球的位置错误，让我们很难接到这类球。这也正是旋球的技术所在。

乒乓球运动中的动量定理

乒乓球的旋球之所以会很难接，不仅与伯努利原理有关，还与摩擦力有关，这个摩擦力与重力弹力的合力会改变乒乓球的动量。在我们接球的过程中，由于球的旋转，会产生与球拍表面的相对运动，从而产生摩擦力的作用，这个摩擦力会严重影响乒乓球的反弹方向。

正常情况下，乒乓球的反弹由于时间非常短，受重力的影响比较小因此反弹之后的速度方向与之前撞击的方向基本上是对称的，而球具有旋转时，这个摩擦力是很大的，因此，会对反弹方向产生很大的影响。下面这张图就是对乒乓球动量的简单分析。

因为摩擦力的作用，反弹方向严重偏离

从上面这张图的分析，我们就可以看出，当我们用球拍接这样一个旋转的球时，球的反弹会方向严重的向下偏移，这样就会很容易导致球过不了网。这种情况，我们就要将球拍稍微往上翘起，改变乒乓球受到的合力方向，这样球反弹的速度方向就不会向下偏移那么严重了。

当然，这个仅仅是一种情况，其它的情况你也可以根据文中所给的分析方式进行分析，相信你也能够很快的知道如何去应对各种情况。

总结

通过上面的讲解你是否了解到了打乒乓球的精髓呢？小小的乒乓球实际上隐藏着非常多的物理原理，无旋球在空中的运动仅是简单的抛体运动，而加入旋转效果之后，就用到了伯努利原理，让远动轨迹不再那么“简单”。而我们用球拍接球的时候，又用到了动量定理，通过受力分析，可以大致判断球反弹的运动方向，上面仅仅是在理论上分析了几种简单的情况，对于不同的旋球，应该要有不同的解决方式，当然，实际的操作中可能只有零点几秒的反应时间，在这种情况下可没有这么多时间让你去分析乒乓球的受力以及运动情况，这就需要我们提前分析，并且付出实践，理论联系实际，才是最正确的做法。那些运动员无时无刻的进行训练，就是需要将理论更好的运用在事件中，这也告诉我们一个道理，学习无处不在。