東京奧運會正在如火如荼的進行當中，乒乓球比賽更是吸引了眾多目光。提起乒乓球，不管是學校裡作業永遠都做不完的年少學生，還是小區裡穿著馬褂拖鞋的退休大爺，只要拿起球拍，切、削、搓、拉、帶等各種專業技術動作可謂是信手拈來，上旋球、下旋球、側旋球……招招出奇制勝。
以上圖片均來自人民日報
為什麼本來直線運動的小球
會出現“轉彎”的現象？
怎樣才能打好各種弧圈球？
胖科今天就帶大家一起來看看吧~
為什麼本來直線運動的小球
會出現“轉彎”的現象？
怎樣才能打好各種弧圈球？
胖科今天就帶大家一起來看看吧~
首先來分析一下球拍擊球瞬間的受力情況：乒乓球受到球拍的作用力時，可分為同時受到了撞擊力、沿切線方向的摩擦力、重力作用和周邊空氣的作用力這四種力，由於乒乓球的質量很小，而周邊空氣的作用力也遠遠小於撞擊力和摩擦力，所以重力和周邊空氣的作用力可以忽略不計，因此撞擊力和摩擦力的合力方向即可以算作是乒乓球的初始飛行方向。其中，摩擦力的存在就是讓乒乓球“轉彎”的關鍵所在
（此處劃重點，一定要好好看！）
。
乒乓球離開球拍之後，球主要會受到重力和空氣阻力這兩種力。其中，空氣對於球的作用力主要分為三方面：一是浮力，這種力是豎直向上的，能夠抵消重力造成的下落效果，所以可以忽略不計；二是迎風阻力，這種力是與球的運動方向相反的，因為乒乓球的體積並不算小，且本身的速度很快，所以，阻力的作用就非常明顯；三是與球“轉彎”相關的側向作用力
（也就是上文提到的摩擦力）
，正是這個力的出現導致了弧圈球的發生，也正是流體力學在這項運動中最為直接和運用和體現。
要從流體力學的角度來分析弧線球的產生原理，咱們先來看看流體力學中的“
伯努利原理
”到底是什麼，搞清楚了原理，之後的問題也就迎刃而解了。
伯努利原理是在流體力學的連續介質理論方程建立之前，水力學所採用的基本原理，其實質是流體的機械能守恆。通俗來說，其原理的關鍵就是明確流體速度與壓強之間的關係。我們可以透過一個生活中常見的小場景來重溫一下其中的科學原理：手拿在豎著的兩張A4紙的上端，讓其能夠以相互平行的姿態豎直垂下，且在兩者之間保留適當的距離，這時如果我們從上方對著兩張紙中間的區域吹氣，就會發現兩張紙相互靠近了。
大家是不是很疑惑，難道不應該是相互遠離嗎？這其實就是伯努利原理的實際展示。當向兩張紙中間吹氣時，區域性空氣就會發生流動，因此兩張紙中間的壓強就會變小，但是紙張外側的壓強沒有發生變化，所以，兩張紙就相互靠近了。
其實伯努利原理在生活中的應用還是非常多的，例如常見的地鐵（高鐵、列車等）站臺上都會劃有黃色安全線，這是因為列車高速駛來時，靠近列車車廂的空氣會被帶動從而快速運動起來，壓強就會變小，站臺上的乘客如果距離過往列車過近，身體前後就會產生明顯的氣壓差。在1905年的俄羅斯，就曾經因為上述原因而發生了一樁慘劇，一群人在鐵道附近準備迎接火車的到來，但卻在火車疾馳而來之際，彷彿被人從後面重重地撞擊一般倒向鐵軌，最後造成了多人死亡的慘劇。
還有夏季頻繁出現的“大風颳飛屋頂”事件，也是伯努利原理在生活中的體現。當颳大風時，屋面上的空氣流動速度就會變快，壓強變小，而屋內的空氣幾乎是不流動的，所以屋內的壓強就會大於屋外的壓強，風颳的越大，壓強差也就會越大，一旦風速超過臨界值，壓強差就會“譁”的一聲掀翻屋頂！
瞭解完原理之後，對於弧圈球的產生機制也就很好理解了。在乒乓球比賽的過程中，乒乓球在空中運動的過程中發生著旋轉，這時空氣相對於球一方面要向後運動，另一方面球在旋轉的同時將透過摩擦力帶動周邊的空氣一起發生著旋轉，兩方面的運動進行相互疊加之後，乒乓球的一側的空氣速度就會變快，則對應的壓強就會變小，另外一側的速度相對較慢，壓強就會變大，所以，兩側的壓強差將對乒乓球提供側向的作用力，這種情況下，球的運動軌跡就會發生偏差，也就形成了弧圈球。
看到這裡，
胖科發現了一個疑點，
要想產生弧圈球，
首先得讓球在空中旋轉起來，
那如何才能讓球轉起來呢？
要想讓球轉起來，肯定得有“力”的加持，那這個“力”到底是從何而來呢？還得從球拍與球之間所發生的碰撞說起。
在看比賽時，總能聽到教練在休息時對隊員說“你要狠狠的削他啊！”，其實，這並不是一句帶有過多感情色彩的話語，“切、削、搓、拉”等都是比賽中的專業動作術語，就是要讓球拍以不同的姿態來與球發生接觸，從而產生所需要的摩擦力。
除此之外，“吃球”階段也是尤為重要，“吃球”是指乒乓球撞擊到拍面，使得膠皮及海綿發生微小形變到恢復原狀的這段過程，也正是球拍與球體發生摩擦力的階段。一般來說，摩擦力越大，吃球時間越長，則摩擦力所對應的力矩產生的衝量矩也就越大，如此乒乓球也就能獲得更好的旋轉效果。
在實際操作中，運動員還會透過自身的爆發力來進行“甩球”，實際上就是透過球拍所施加力的作用將球甩出去。在甩球的過程中，運動員將透過球拍與球體之間的速度差及對力的控制，來適當延長吃球時間，從而讓球快速旋轉。
看到這裡，
是不是對弧圈球的運動原理
已經很瞭解了呢，
沒想到這一個小小的球裡面竟然蘊含著這麼多的科學知識，
你還有什麼打球的小技巧呢，
歡迎在評論區留言討論哦~
或者你有什麼相對奧運健兒說的話，
也可以在評論區留言哦~
讓我們一起為他們加油！
中國健兒！加油！
創作團隊：中國科技館新媒體團隊
稽核專家：中國科學院力學研究所主任 陳亮