平高球速度快却不出界的物理学解释
首先,理想状态下的球,受到风阻力公式如下:F=1/16(a*b*v方)。其中,a是飞行中的羽球的横截面积。b是风阻力系数,这个系数是个常数,通常与物体的形状、硬度等相关。v是瞬时速度。我们可以看到,阻力和速度的平方成正比。这个在数学里叫做什么来着,应该是叫做几何级数倍吧。也就是说,速度越快,所受到的阻力以几何倍数增加(发挥一下想象,这是个什么概念?)
我们来计算一下初速度与飞行的距离的关系:
m*(dv/dt)=-kv方。其中k为所有常数相加的阻力系数,并非前面提到的风阻力系数,因为是一串常数的乘积,且常数对于我们所需结果无益,我就暂且换个常数k来统一表述了。
dv/dt=dv/dx*dx/dt=v*dv/dx
通过变换可以得到dx=(-m/kv)dv
两边积分可以得到距离相对于时间的函数S(t)=Blnv+c。其中B是前面一系列计算得出的一个常数,若详细表述比较复杂,用B表示,c是积分得出的一个常数量。
其实计算到这里,我们已经不需要再继续计算下去了,通过上面得到的方程,我们可以看到,球击出的距离与初速度的对数成正比例!!
那么我们随便代入一组数据来看看吧:初始时速200的球与初始时速100的球,飞行的距离相差多少!
代入上述方程我们发现,初始时速100的球飞行的距离是初始时速200的球的0.87倍。我们惊奇的发现,速度相差一倍,但是飞出的距离却相差的并不多。或许,这就是为什么高手平高球速度快,但却并不出界的缘故了。高手的球快,是快在初始阶段,飞了一段距离,速度就急剧衰减。而恰恰是刚开始这一段距离的高速飞行,使得对方反应不及。只要在开始这段很短的时间里反映过来,球飞到后面,其实已经很慢了。我们在对方击出球的第一个瞬间作出反映,立刻移动到球的落点方向,就可以很从容的回击了。
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