体育中的科学|台球初学者一定要懂的入门知识
台球历史悠久,起源于英国,属于绅士贵族的一项运动。经过几个世纪的演变,现在已经是人们在休闲时的一个非常好的项目。
然而,对于很多初学者来说,有几条基本点需要了解。
一、母球与子球的撞击
台球(或池后物理)背后的物理,大部分涉及台球之间的碰撞。对于球之间的碰撞,动量总是守恒的(就像其他任何碰撞一样)。
对于假设没有摩擦的简化情况(下面讨论),我们可以将这个事实与弹性碰撞假设结合起来,以找出撞击后两个碰撞台球的轨迹。下图显示了两个台球之间的碰撞。就一般情况而言,碰撞不是正面的,如图所示。
假设球A和B具有相同的质量,并且球B最初处于静止状态(零速度)。球A的初始速度是V 1A。撞击后,球A以所示的方向以速度V 2A移动,球B以所示的方向以速度V 2B移动。
线L 1在与接触点处的两个球的切线处被画出。由于几何形状,L 1垂直于通过两个球的中心和接触点CP的线。由于几何形状,L 1也与垂直方向成角度θ,穿过球的中心的线与水平面成角度θ。
如图所示,在CP冲击之后,球B沿着连接两个球中心的线的方向移动。这是因为假设球之间没有摩擦力(由于台球是光滑的,这是一个很好的假设),球A传递给球B的力(脉冲)与球B的表面垂直。因此,球B在这个冲动的方向上移动。
二、母球的击球点
台球的物理学与击球棒的物理学相似,因为在台球上也有一个合理撞击的位置,你可以用球杆击球,这样在球和台球桌之间就不会产生摩擦力。
在这个分析中,我们可以用一个自由球体来分析力的矢量图,如下所示。
了解这个击球点的位置,可以让你知道在哪里击球,这样就可以形成后旋或前旋,这非常有用。
上图显示高度为h的提示位置,当我们击打高度h点时,在桌面的点P处没有(水平)摩擦力产生,可以打的更远并且力度衰减的最小。
三、母球的加塞旋转
根据上面的受力分析图,用球杆机打母球的不同位置,可以知道会产生母球的不同旋转效果。比如下面,是一些对母球制造不同旋转的示例,可以看见母球击球点是不同的。
定杆不旋转
上旋球,撞击之后向前旋转
下旋球,撞击之后向后旋转
这种效果,一般应用高端的台球技术场合,在台球高手中比较常见,多用于母球的走位,为了下一杆或者更多杆做铺垫。
四、击打母球时,出杆手法
在击打母球时,出杆过程一定要稳定,不然每次瞄准的击球位置以及速度都会被改变。
因此,想要每次击球效果是可控的,规范的出杆手法是非常重要的。
挥杆动作,眼睛与球杆、母球一条直线
架杆手法,拇指紧贴食指
台球这项游戏既有趣,又有教育意义。从简单的几何形状到更高级的物理学,教师和家长都可以使用台球来教育孩子,让科学更具可理解性。
台球这项运动,我国也有大师在世界球坛占有一席之地,这里面的佼佼者就包括台球神童丁俊晖、九球天后潘晓婷。
台球神童丁俊晖
九球天后潘晓婷