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  • 1 # 使用者1860122392625

    這個問題提得很好。

    乒乓球旋轉時,旋轉慣量為 ,球拍是靜止的,應該只能減少旋轉,而不能減少原有的旋轉慣量為0然後還製造一個反方向的旋轉。

    對於硬度大的表面是成立的,比如一面牆。按照生活經驗,把一個足球踢向一面牆,球如果是逆時針旋轉,碰到牆反彈後,球仍然是保持逆時針旋轉。角動量的方向不變。

    然而,一個逆時針旋轉的乒乓球,對手(反膠)接回來,卻成了順時針旋轉。碰到牆反彈,和碰到球拍上的膠皮反彈,兩者之間有什麼不同呢?

    首先,逆時針旋轉的球打在牆上,會對牆產生一個向前的衝力,這個力使得牆和球發生彈性形變,將球前進的動能轉化為彈性勢能。然後在二者形變恢復的過程中,彈性勢能又轉化為球的動能。球會反彈回去。這點很好理解。

    其次,球體打在牆上時,自身的逆時針旋轉導致球表面和牆面發生相對摩擦。因為牆的硬度大,發生彈性形變的程度很小。想象一下牆不會凹進去一個洞把球包起來。牆和球發生摩擦的接觸面積其實是很小的。這點摩擦不夠反轉球的轉動。球在彈出後仍然保持逆時針旋轉。

    乒乓球打在球拍的膠皮上就不同了。膠皮是用高彈橡膠製成,後面一般還貼有一層海綿,接觸球后容易產生大程度的凹陷,將球部分包裹起來,增大接觸面的表面積。同時,(反膠)膠皮的表面帶有粘性,摩擦係數大。球打在膠皮上產生的摩擦力,大到足已使球停止轉動。膠皮在恢復形變的過程中,對球施加反向作用力,把旋轉反方向“還給”球。逆時針打過去的球,反彈回來的球變成了順時針旋轉。

    這個過程對膠皮和底板的效能要求很高,接觸球后既要能快速凹陷變形,將球的前衝動量和旋轉角動量轉化為膠皮的彈性勢能,又要求能夠迅速“觸底反彈”,恢復形變並把彈性勢能返還成球的動能和旋轉。所以小小一塊的膠皮和底板,價格不菲。

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