物理揭秘:乒乓球旋轉威力與“吃球”的原因何在

　　沒有一種球像乒乓球那樣，將花樣百出的旋轉作為常規(guī)技術形態(tài)和基本“殺傷”手段。急旋的乒乓球轉速可達每秒150轉。二十世紀五十年代末，日本隊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，中國選手蔡振華在決勝局15平的緊要關頭以不同旋轉的發(fā)球連得5分戰(zhàn)勝蓋爾蓋伊。旋轉的威力和“吃球”的原因究竟何在呢？

　　據趙致真分析，乒乓球旋轉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，切向的摩擦力使球轉動，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，旋轉就不可能發(fā)生了，這也是“光板”球拍時代打不出像樣旋轉球的原因。當運動員擊球時，切向揮拍速度的靜摩擦力引起海綿層形變不對稱，于是力的作用點發(fā)生偏移而不再指向球心，導致球沿著橫軸、豎軸或縱軸旋轉。擊球時揮拍越快，球拍與球之間的摩擦系數越大，摩擦面越“薄”，乒乓球的旋轉就越強烈。“黏性”極大的反貼膠，正膠顆粒頂端的細小花紋，都是為了增強球拍的“擰球”和“咬球”能力。

　　旋轉的乒乓球不僅落臺和觸拍后會找到“發(fā)力”的支點，在空中也會改變飛行弧線。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產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升高，而側旋球則朝左右方向飄飛。旋轉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。

　　當上旋球落臺后，繞橫軸的旋轉力沿水平方向朝后作用于臺面，摩擦力帶來的反作用力使球獲得向前的加速度，所以上旋球彈起時沖力猛，反射角大于入射角。下旋球則相反，落臺后的旋轉力使球獲得向后的加速度，因此下旋球彈起時沖力弱，反射角小于入射角。在球的前進速度不大而下旋極強時，還會出現落臺后“回跳”的情景。而當球拍和上旋球接觸時，摩擦力會使球沿著拍面“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。難怪抵擋上旋球時經常“遠走高飛”，應付下旋球時容易“自投羅網”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；柔軟纖細的長膠在擊球瞬間膠粒倒伏而用膠桿豎直面“刷球”，回球旋轉方向不變，讓對手“自食其果”。但長膠的“劍走偏鋒”具有太大反常性和難以預測性，不利于提高技術和增進觀賞，國際乒聯(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。