4.23 从流体力学的角度谈排球中飘球的产生原理

<p>从流体力学的角度谈排球中飘球的产生原理 生理教研组 梁述祖</p> <p>研究目的： 研究飘球产生的原因</p> <p>文章脉络： 在发飘球时，要使球按一抛物线形式运行不仅要克服流体阻力，而且必须克服由于地心引力所造成的重力。只有在击球力大于重力和阻力合力的时候，球才会按抛物线形式运行。 <img src="https://www.showdoc.com.cn/server/api/attachment/visitFile?sign=b0d88513596e90b700f731bc46fad5ee&amp;amp;file=file.png" alt="" /></p> <p>物体在运行时主要遇到的是惯性阻力，另一种是粘滞阻力，还有一种是形变阻力。 物体在粘滞性很小的流体中运行时，其表面有一层薄的流体层相对精致不当附着气其上，这一流体薄层称为附面层。附面层的存在不仅使附面层中出现粘滞阻力，重要的是在一定条件下，附面层内的流体会改变流动方向，最终导致涡流的出现。 <img src="https://www.showdoc.com.cn/server/api/attachment/visitFile?sign=e1698eb03a33178cf178eb163c9f9fde&amp;amp;file=file.png" alt="" /></p> <p>物体在流体中按一定角度运行时会使流线密度发生改变。 <img src="https://www.showdoc.com.cn/server/api/attachment/visitFile?sign=197a486796587786931528a8d81ec9e3&amp;amp;file=file.png" alt="" /> 流线密的地方表示流体速度快，流动速度快的地方压力小。 <img src="https://www.showdoc.com.cn/server/api/attachment/visitFile?sign=c04d92b01072f58c256194964c54159f&amp;amp;file=file.png" alt="" /> 将乒乓球放在一个急流的水柱上，这时球不仅不落地，反而能够维持在运行很快的水柱上，这种现象就是有名的伯努利定理。</p> <p>但是单纯从增加球的运行速度而获得涡流和流线的密疏不同以达到飘球的出现是徒劳的。发飘球要求球要过网并且运行轨迹不定。 <img src="https://www.showdoc.com.cn/server/api/attachment/visitFile?sign=84ebb6511b74b645134ff8d60c07a869&amp;amp;file=file.png" alt="" /> 一定方向的力由于运行下降发生了改变，但由于地心移动和空气浮力，球下方的压强越来越大，球会呈现出上升趋势，上升一段时间后又会下降，紧接着又上升，这样反复进行就出现了波浪式的飘球。 <img src="https://www.showdoc.com.cn/server/api/attachment/visitFile?sign=4974e4d94acc60bfa03c1c5db7f9fafa&amp;amp;file=file.png" alt="" /> 球按F方向移动，F1侧曲度大，因为任何物体在流体运动中运行总按其造成惯性阻力最小的方向，同时近F1侧球重量相对比他侧重。</p> <p>总结： 飘球产生的关键在于击球，击球时使球运行初速度要适中。飘球的产生原理在于各种压差的相互适宜配合到压强的合力大于球的重量时即会出现飘球。</p>