物理揭秘:乒乓球旋轉(zhuǎn)威力與“吃球”的原因何在

　　沒有一種球像乒乓球那樣，將花樣百出的旋轉(zhuǎn)作為常規(guī)技術(shù)形態(tài)和基本“殺傷”手段。急旋的乒乓球轉(zhuǎn)速可達(dá)每秒150轉(zhuǎn)。二十世紀(jì)五十年代末，日本隊(duì)用反貼膠拉出急速上旋的“弧圈球”曾一舉橫掃歐洲，并叫世界乒壇“談弧色變”；1981年第36屆世乒賽上，中國(guó)選手蔡振華在決勝局15平的緊要關(guān)頭以不同旋轉(zhuǎn)的發(fā)球連得5分戰(zhàn)勝蓋爾蓋伊。旋轉(zhuǎn)的威力和“吃球”的原因究竟何在呢？

　　據(jù)趙致真分析，乒乓球旋轉(zhuǎn)的根本原因是受力作用線沒有通過球的重心，法向的碰撞力使球平動(dòng)，切向的摩擦力使球轉(zhuǎn)動(dòng)，球拍傳遞給球的力是撞擊力與摩擦力的合力。如果球拍和乒乓球之間沒有摩擦力存在，旋轉(zhuǎn)就不可能發(fā)生了，這也是“光板”球拍時(shí)代打不出像樣旋轉(zhuǎn)球的原因。當(dāng)運(yùn)動(dòng)員擊球時(shí)，切向揮拍速度的靜摩擦力引起海綿層形變不對(duì)稱，于是力的作用點(diǎn)發(fā)生偏移而不再指向球心，導(dǎo)致球沿著橫軸、豎軸或縱軸旋轉(zhuǎn)。擊球時(shí)揮拍越快，球拍與球之間的摩擦系數(shù)越大，摩擦面越“薄”，乒乓球的旋轉(zhuǎn)就越強(qiáng)烈。“黏性”極大的反貼膠，正膠顆粒頂端的細(xì)小花紋，都是為了增強(qiáng)球拍的“擰球”和“咬球”能力。

　　旋轉(zhuǎn)的乒乓球不僅落臺(tái)和觸拍后會(huì)找到“發(fā)力”的支點(diǎn)，在空中也會(huì)改變飛行弧線。上旋球頂部的空氣環(huán)流與迎面的空氣阻力方向相反，底部空氣環(huán)流則和空氣阻力方向相同，造成球的上沿氣流速度小，下沿氣流速度大。球的頂部和底部之間會(huì)產(chǎn)生方向朝下的壓力差，使球的飛行弧線變低。反之，下旋球的飛行弧線會(huì)升高，而側(cè)旋球則朝左右方向飄飛。旋轉(zhuǎn)的乒乓球在空中偏拐和足球中的“香蕉球”同屬馬格納斯力的作用。

　　當(dāng)上旋球落臺(tái)后，繞橫軸的旋轉(zhuǎn)力沿水平方向朝后作用于臺(tái)面，摩擦力帶來的反作用力使球獲得向前的加速度，所以上旋球彈起時(shí)沖力猛，反射角大于入射角。下旋球則相反，落臺(tái)后的旋轉(zhuǎn)力使球獲得向后的加速度，因此下旋球彈起時(shí)沖力弱，反射角小于入射角。在球的前進(jìn)速度不大而下旋極強(qiáng)時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)落臺(tái)后“回跳”的情景。而當(dāng)球拍和上旋球接觸時(shí)，摩擦力會(huì)使球沿著拍面“上爬”而增大反彈角度。下旋球則沿著拍面“下鉆”而減小反彈角度。難怪抵擋上旋球時(shí)經(jīng)常“遠(yuǎn)走高飛”，應(yīng)付下旋球時(shí)容易“自投羅網(wǎng)”了。

　　趙致真說，球拍上的不少發(fā)明創(chuàng)造都是為了更好控制旋轉(zhuǎn)球，皮厚粒短、表面光滑的防弧圈膠皮有利于消除弧圈球的急速上旋；柔軟纖細(xì)的長(zhǎng)膠在擊球瞬間膠粒倒伏而用膠桿豎直面“刷球”，回球旋轉(zhuǎn)方向不變，讓對(duì)手“自食其果”。但長(zhǎng)膠的“劍走偏鋒”具有太大反常性和難以預(yù)測(cè)性，不利于提高技術(shù)和增進(jìn)觀賞，國(guó)際乒聯(lián)于1999年做出了膠粒高度與直徑比不得大于1.1的規(guī)定。