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从力学原理分析——不同品牌的反胶对于球体摩擦力的区别

已有 1431 次阅读    2013-04-15 07:41   标签  品牌  摩擦力  力学 

前几天写了一篇文章《通过物理力学来解释不同胶皮的性能区别在哪里》分别从摩擦力、旋转和正压力三个角度进行了分析。结论是:
(1)在同一挥拍动作的前提下,只要球体在胶皮表面不打滑,所有的反胶对于球体产生的摩擦力和旋转都是一样的。
(2)在同一挥拍动作的前提下,只要球体在胶皮表面不打滑,不同的反胶区别仅在于对球体的正压力,我们熟称为反弹力。因此,我们在选择配备反胶时,仅仅考虑胶皮弹性、价格和使用寿命这三个因素足矣!!
    帖子发出来,引起了不小争论,问题都集中在摩擦力上。不少人认为不同的胶皮,由于表面摩擦系数不同,所以对球体产生的摩擦力也是不同的。别说各位,就在一周前,我也是这么想的,但我通过画图、演算推论之后,连我自己都感到很惊讶。但这是客观事实,不承认不行。大家产生质疑的原因也怨我,在上文中这部分的说明很少,我想当然的认为这个问题很容易理解。那么今天,我再发专帖,通过力学分析和举例说明,单独分析为什么不同的胶皮对球体摩擦力都是一样的。这个帖子我只讨论摩擦力,不牵扯其他因素。——还是那句话,物理力学不好的人,可能难以理解。


我们就拿最简单的案例进行说明:假设乒乓球“悬浮”在空中,我们挥拍对它进行摩擦击球。(实际上这与手抛球把球扔到最高点将它击出是一样的,最高点时球体的即时速度和旋转都为零)球体在胶皮摩擦运动的瞬间非常短,球体受到静摩擦力(一定要弄清楚,这一静摩擦力并非最大静摩擦力。最大静摩擦力与胶皮表面的摩擦系数有直接关系。某些人就是因为没用搞清楚静摩擦力与最大静摩擦力与摩擦系数三者之间的关系,所以张冠李戴弄的自己稀里糊涂。其关系我就不过多解释了,不清楚的好好看看高一物理教科书)的作用,球体一旦开始移动,这个静摩擦力就没有了,此时球体已经托板。这一瞬间的摩擦力同时起到了运动和旋转的双重作用。


    在同一挥拍动作下只要球体在胶皮表面不打滑(这是重重重重要的前提条件,之前也有个别人忽视这一重要的前提条件,在回帖中弄得我啼笑皆非),无论何种胶皮,无论球体陷入海绵深或浅,所受的摩擦力都是一样的。
如果有人能说出不同的话,我也学习学习。但你最好能画出力学分析图并结合原理进行说明。(请您不要上来就喊这不对、那不对,最好能说出依据,也便于大家进行探讨。)

 

我再举个形象的例子进行说明这种摩擦与胶皮之间的关系。
不知各位朋友是否都用(见)过发球机,是否清楚发球机的射球原理。发球机纯粹是靠摩擦力将球射出的机器,是一个非常直观而准确,能说明摩擦力对球体作用的实验品。而球拍击球过程中,由于“掺杂”了正压力(或反弹力)这一“干扰”因素,力学基础不好的人容易混淆。

      发球机射出的球速和旋转是可调的,完全取决于连接马达的摩擦轮。进一步说球速和旋转完全取决于摩擦轮的转速,与摩擦轮表面的材质无关(前提还是不打滑),与材质表面的摩擦系数无关。摩擦轮与乒乓球的关系,和,球拍与乒乓球的关系是一样的。请大家100个放心,市场上出售的反胶也好,发球机也好,无论你在训练还是实战中,都是不打滑的,否则商家一片也卖不出去。所以,本帖的结论具有普遍性。

 

     我们可以假想个实验,把发球机上摩擦轮的表面换上不同类型的胶皮,比如蝴蝶大巴、狂3、729、F1等等。大家想象一下(其实很容易想象出来),即使换上不同的胶皮,在摩擦轮转速相同的情况下,射出的球在速度和旋转会有区别吗?球拍与摩擦轮相比,都能制造旋转和摩擦,只不过一个是平板,一个是圆轮;一个相对短暂些,一个相对漫长些。虽然表象不同,但触球的那一刹那,二者的摩擦原理和效应都是相同的。

   

     所以,市场出售的反胶,无论品牌、无论贵贱,其摩擦效应都一样(区别仅在于弹性大小)。如果你认可了我的观点,会帮助你今后更有针对性的选择胶皮,不花冤枉钱。

     将来我在发个贴,专门讨论底板的问题——100元的底板与3000元的底板究竟有哪些区别?看似两块相似的小圆板,但相对来说,底板要比胶皮复杂一些。

 

顺便提个小问题,这是力学中最简单,最基本的问题——摩擦力的方向在哪?如果你在迟疑、不能立刻回答上来,说明你的力学理论不足。当然,我没有贬低和瞧不起你的意思。所谓术业有专攻,在你所熟悉的领域中,你问我一个最简单最基本的问题,我也可能根本不知道。人人都一样。咱们共同探讨学习和进步嘛!

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发表评论 评论 (3 个评论)

  • 王朝 2013-04-15 09:02
    雷哥辛苦了
  • 牧羊人 2013-04-15 09:47
    摩擦力=摩擦系数*正压力,不打滑说明摩擦力足够。。。

    据蝴蝶介绍其套胶的海绵,在非对心撞击会产生比较强的旋转,这与狂三拉球的发力不同,关于此点我没有研究过,但拉球动作确实有差异。
  • 小付 2013-04-15 15:13
    期待底板的分析,加油啊
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