Dėkoju kviestiniam autoriui Jonathanui Robertsui, kuris maloniai skyrė laiko parašyti apie stalo teniso fiziką, todėl man nereikia įtempti smegenis bandant išsiaiškinti šį dalyką!
Pirma, labai trumpas įvadas į matematiką, kuri naudojama apibūdinti stalo tenisą. Naudojamos kelios formulės, kurias savo monumentaliame darbe išvedė žmogus, vadinamas seru Izaoku Newtonu. Philosophae Naturalis Principia Mathematica. Beje, šis darbas paprastai laikomas vienu svarbiausiu kada nors parašytu kūriniu mokslo istorijoje, o Niutonas laikau didžiausiu kada nors gyvenusiu mokslininku.
Jis tiksliai paaiškina, kaip objektai juda iš tarpžvaigždinių objektų (galaktikų, žvaigždžių, planetos, RIMTAI DIDŽIAI ir t. t.), iki dalykų, kurių skalė yra maždaug 1000 milimetro arba 1 mikronų. Po to šis visatos modelis pradeda gesti ir jums reikia pereiti prie Kvantinės teorijos ir reliatyvumo teorijos, kurios naudojimas apima BAISINANČIĄ matematiką ir fiziką.
Šiaip ar taip, tai yra stalo teniso fizika ir matematika Niutono visatoje.
Čia naudojamos pagrindinės formulės:
P = W÷t
W = Fs
F = ma
a = (v - u)÷t Pastaba: paprastai tai pertvarkoma į v = u at
T = rF
Pastaba: kai dvi raidės yra viena šalia kitos, tai reiškia daugybą. Tai yra teisingas užrašas. Paimkite antrąją formulę kaip pavyzdį, W = Fs Tai išreiškiama kaip W = F padaugintas iš s arba W = F x s.
Kur:
P = galia (pritaikoma oomph kiekis)
W = darbas (suvartotos energijos kiekis)
t = laikas (laikas, kuriam taikoma galia)
F = jėga (iš esmės šūvio ūžesio kiekis. Panašus į P, bet subtiliai skiriasi)
s = poslinkis (tai iš esmės reiškia atstumą, išskyrus tam tikras aplinkybes)
m = masė (rutulio svoris, fiksuotas 2,7 g)
a = pagreitis (greičio pokytis per tam tikrą laikotarpį)
v = greitis (šūvio greitis)
u = pradinis greitis (kaip greitai kamuolys trenkiamas į jus)
T = sukimo momentas (taikoma posūkio jėgos dydis)
r = spindulys (ilgis nuo apskritimo vidurio iki perimetro).
P = W÷t
Norėdami gauti daugiau galia savo kadruose turite padaryti daugiau dirbti arba imk mažiau laikas tavo kadruose. The laikas metimas reiškia laiką, kai kamuolys liečiasi su rakete, kuris yra fiksuotas maždaug 0,003 sekundės. Todėl, siekiant padidinti Darbas atlikus, reikia išnagrinėti antrąją lygtį:
W = Fs
Jei suma Jėga padidinamas, tada Darbas koeficientas padidinamas. Kitas būdas yra padidinti Poslinkis, bet to padaryti negalima, nes lentelės ilgis yra fiksuotas (techniškai, lobingas arba rutulio kilnojimas padidins Darbas padaryta, nes kamuolys turi įveikti didesnį atstumą nei kamuolys, kuris vos išvalo tinklą). Siekiant padidinti Jėga, reikia išnagrinėti trečiąją lygtį.
F = ma
Siekiant padidinti Jėga, Mišios kamuolys turi būti padidintas, o tai neįmanoma, arba Pagreitis reikia padidinti. Siekiant padidinti pagreitis, analizuojame penktąją lygtį.
a = (v - u)÷t
Pirmiausia reikia apskaičiuoti skaičiavimo tarp skliaustų rezultatą (tai matematinis dėsnis). Todėl norite maksimaliai padidinti pagreitis, sumažinkite pradinis greitis. Siekiant maksimaliai padidinti greitis, tu turi mušti kamuolį kuo stipriau. The pradinis greitis yra kažkas, ko jūs negalite kontroliuoti, nes tai, kaip stipriai oponentai muša kamuolį į jus. Tačiau, kaip pradinis greitis artėja link jūsų, jo vertė yra neigiama. Taigi jis iš tikrųjų pridedamas prie jūsų greitis, nes neigiamo skaičiaus atėmimas iš tikrųjų reiškia, kad pridedami du terminai (kitas matematinis dėsnis). The laikas lieka fiksuotas, dėl anksčiau nurodytos priežasties.
Todėl tai parodo, kodėl kuo stipriau mušate kamuolį, tuo daugiau Galia tai turės.
Tačiau greitis nėra viskas stalo tenise. Yra sukimasis, kuris dabar bus aptartas.
Reakcijos greitis stalo tenise
Biologiniu požiūriu yra ribos, kaip greitai organizmas gali reaguoti į dirgiklį. Šiuo metu garso ir vaizdo stimulas skiriasi. Techniškai į garso dirgiklį reaguojame greičiau nei į vaizdinį dirgiklį – atitinkamai 0,14 sekundės, palyginti su 0,18 sekundės. Todėl, jei galite išsiaiškinti viską, ko jums reikia, tiesiog išgirdę, kaip jis smūgiuoja į raketę, esate 0,04 arba keturiomis šimtosiomis sekundės dalimis greitesnis nei bet kas kitas, kada nors žaidęs stalo tenisą prieš.
Geri žaidėjai (net ir tokie vidutiniai žaidėjai kaip aš) vis tiek gali daug numanyti, ką daro varžovas, tiesiog klausydami triukšmo, kurį kelia kamuolys, kai jis liečiasi su lazda. Pavyzdžiui, kamuoliuko trynimo ant lazdos triukšmas rodo, kad kamuolys buvo sukamas, o smūgis į kilpą suteiks tokį efektą. Aštresnis "kišenė" parodys, kad kamuolys buvo smogtas gana tvirtai, taip pat parodys, kad jie naudoja ploną gumą. Žinoma, teisėta prašyti apžiūrėti opozicijos lazdą, todėl klausytis triukšmo, kad būtų galima pasakyti, kokio storio guma yra naudojama, yra tiesiog kažkas, ką galima padaryti.
Kai kurie žmonės sako, kad kai kamuolys atsitrenkia į stalą, jie gali pasakyti, ar rutulys sukamas iš viršaus, ar per mažai. Asmeniškai aš negaliu, bet nenustebinčiau, kad elitiniai žaidėjai gali.
Stalo tenise vidutinis bendras reakcijos į metimą laikas paprastai yra apie 0,25 sekundės. Daug treniruojantis ir daug praktikos galima sumažinti iki 0,18 sekundės. Tai vienas iš pagrindinių veiksnių, skiriančių didžiuosius stalo teniso žaidėjus nuo aukščiausios klasės žaidėjų. Elitiniame sporto lygyje net būdami mažiausia sekundės dalimi (1/1000-oji) greitesni pradeda keistis.
Sukimo momentas stalo tenise
T = rF
Sukimo momentas yra jėga, kuri atsiranda, kai ji veikia kampu aplink fiksuotą tašką. Paprastai tai yra ratas. Yra keletas vietų, kur mačiau sukimo momentą, naudojamą stalo tenise. Kai kurios įprastos vietos yra:
- Maksimalus rutulio sukimasis. Tai darant rutulys (rutulys) pasukamas apie jo viduje esantį tašką. Tai reiškia, kad kuo greičiau rutulys sukasi, tuo aukščiau Sukimo momentas.
- Kūno atpalaidavimas žaidžiant galingą šūvį, pvz., a sutriuškinti. Jūs atpalaiduojate klubus, tada liemenį, tada pečius, žastą, apatinę žastą ir galiausiai riešą. Tai padidina Spindulys sūpynės. Smagiant kamuolį link išorinio raketės krašto, spindulys taip pat padidės. Nežinau, ar tai yra naudojama žaidime, nes tai reikštų, kad kamuolys atsitrenktų į raketę už mielosios vietos ribų ir prarastų kontrolę.
- Tarnaudamas a Forhend švytuoklė paduoti, vienas iš būdų yra apgauti priešininką sumažinant kamuoliuko sukimosi skaičių. Tai daroma prilietus rutulį prie rankenos, taip sumažinant Spindulys sūpynės.
Techniškai stipriau mušant kamuolį (didesniu greičiu) taip pat padidėja sukimo momentas, nes dėl šio greičio padidėjimo tiesiogiai padidėja kamuoliuko pagreitis. Kaip F = ma, padidėjimas a veda prie tiesioginio padidėjimo F, o tai savo ruožtu lemia tiesioginį padidėjimą Sukimo momentas.
t.y.
a = (v - u)/t
F = ma
T = rF
Energija
Energijos stebėti negalima. Galima stebėti tik energijos rezultatus. Tai yra, kai kamuolys stipriai smogiamas, jūs stebite energijos perdavimą iš žaidėjo kūno į kamuolį, kad sukeltų tą smūgį, o ne pačią energiją.
Energija apibūdinama dviem formomis (nekreipiant dėmesio į kai kurias kitas formas, kurios, netapdamos itin techniškomis chemijos ir branduolinės fizikos srityse, nepatenka į šio straipsnio taikymo sritį). Tai yra potenciali energija ir kinetinė energija.
Naudojamos formulės yra šios:
Potencinė energija: E = mgh
Kinetinė energija: E = ½ mv2
kur.
E = energija
m = masė
g = pagreitis dėl gravitacijos (9,81001 ms-2 iki 5 skaitmenų po kablelio, jei turite žinoti)
h = objekto aukštis
v = greitis.
E = mgh
Tai yra potencialios energijos reprezentacija. Tai rodo atitinkamo objekto gebėjimą naudoti energiją. Pavyzdžiui, jei stalo teniso kamuolys buvo jūsų rankoje ir greitai ištraukiate ranką, kamuolys pradės kristi (dėl gravitacijos). Kai tai įvyksta, rutulio potenciali energija pradeda virsti kinetine energija. Kai jis atsitrenkia į žemę, kinetinė energija pradeda keistis atgal į potencialią energiją, kol kamuolys pasiekia atšokimo piką ir vėl pradeda kristi.
Teoriškai tai turėtų tęstis amžinai, nes energija negali būti sukurta ar sunaikinta (išskyrus branduolinę reakciją, kuri apima tikriausiai žinomiausią mokslo lygtį: E = mc2). Priežastis, kodėl ji nesitęsia amžinai, yra dėl oro pasipriešinimo, atsirandančio dėl trinties, ir dėl to, kad kamuolio ir žemės susidūrimas nėra idealiai elastinga (dalis rutulio kinetinės energijos paverčiama šiluma, kai jis atsitrenkia į žemę, taip pat yra tam tikra trintis tarp grindų ir kamuolys).
Jei norite atlikti eksperimentą (iš šio „gudrybės“ galite uždirbti nemažai pinigų), pabandykite numesti golfo ir stalo teniso kamuoliuką iš to paties aukščio ir pažiūrėkite, kuris atsitrenkia į žemę pirmiausia. Abu smogs vienu metu, nes pasipriešinimas dėl oro yra beveik lygiai vienodas. Kitas būdas yra atlikti eksperimentą vakuume, nors tai sunkiau nustatyti. Tokiu atveju galite numesti plunksną ir plytą, kurios vienu metu atsitrenks į žemę.
Tai paaiškina, kodėl padavimas aukštu kamuoliuko metimu yra pavojingesnis nei tik 6 colių aukščio. Energija, gauta metant aukštą metimą, gali būti paversta sukimu arba greičiu, kai atsitrenkia raketė.
E = ½ mv2
Ši formulė rodo, kad kuo greičiau pataikysi į kamuolį, tuo daugiau energijos turės šūvis. Jei šikšnosparnio masė yra didelė, tai taip pat suteiks daugiau energijos šūviui. Taip yra todėl, kad masės ir energijos terminai yra tiesiogiai proporcingi energijai.
Kodėl 38 mm rutulys yra greitesnis už 40 mm rutulį?
Kadangi 38 mm rutulio spindulys yra mažesnis, jis taip pat turi mažesnę masę, taigi ir mažesnę energiją dėl lygties E = ½ mv2. Todėl tai turėtų reikšti, kad bendras rutulio greitis yra mažesnis. BET, 38 mm rutulys yra greitesnis nei 40 mm rutulys, nes padidėjus spinduliui padidėja pasipriešinimas vėjui, todėl 40 mm rutulys sulėtėja. Kai susiduriate su mažos masės objektais, tokiais kaip stalo teniso kamuoliukas, oro pasipriešinimas yra pagrindinis veiksnys, lėtinantis jį.
Ir tai yra pagrindinis įvadas į stalo teniso fiziką.
