平高球速度快卻不出界的物理學解釋
首先,理想狀態下的球,受到風阻力公式如下:F=1/16(a*b*v方)。其中,a是飛行中的羽球的橫截面積。b是風阻力系數,這個係數是個常數,通常與物體的形狀、硬度等相關。v是瞬時速度。我們可以看到,阻力和速度的平方成正比。這個在數學裏叫做什麼來着,應該是叫做幾何級數倍吧。也就是説,速度越快,所受到的阻力以幾何倍數增加(發揮一下想象,這是個什麼概念?)
我們來計算一下初速度與飛行的距離的關係:
m*(dv/dt)=-kv方。其中k為所有常數相加的阻力系數,並非前面提到的風阻力系數,因為是一串常數的乘積,且常數對於我們所需結果無益,我就暫且換個常數k來統一表述了。
dv/dt=dv/dx*dx/dt=v*dv/dx
通過變換可以得到dx=(-m/kv)dv
兩邊積分可以得到距離相對於時間的函數S(t)=Blnv+c。其中B是前面一系列計算得出的一個常數,若詳細表述比較複雜,用B表示,c是積分得出的一個常數量。
其實計算到這裏,我們已經不需要再繼續計算下去了,通過上面得到的方程,我們可以看到,球擊出的距離與初速度的對數成正比例!!
那麼我們隨便代入一組數據來看看吧:初始時速200的球與初始時速100的球,飛行的距離相差多少!
代入上述方程我們發現,初始時速100的球飛行的距離是初始時速200的球的0.87倍。我們驚奇的發現,速度相差一倍,但是飛出的距離卻相差的並不多。或許,這就是為什麼高手平高球速度快,但卻並不出界的緣故了。高手的球快,是快在初始階段,飛了一段距離,速度就急劇衰減。而恰恰是剛開始這一段距離的高速飛行,使得對方反應不及。只要在開始這段很短的時間裏反映過來,球飛到後面,其實已經很慢了。我們在對方擊出球的第一個瞬間作出反映,立刻移動到球的落點方向,就可以很從容的回擊了。
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