Fizyka ping-ponga

Łukasz RudnickiCentrum Fizyki Teoretycznej PAN

Gra w debla

Korzyści polityczn

e

A także:

Krzysztof Ernst i Jarosław KołodziejczykFizyka ping-ponga(dostępne w internecie)

W roli głównej•Masa: m = 2,5 g• Promień: r = 2 cm(dawniej 1,9 cm)

Piłeczka golfowa:promień: 2,1 cmmasa: 46 g

Role drugoplanowe

• Masa: M≈160 g

• 1 lipca 1985 roku wprowadzono przepis, na mocy którego jedna strona rakietki powinna

być jasnoczerwona, a druga czarna.

Statysta

W kontakcie ze stołem pingpongowym (po ścięciu) piłeczka może zostać zdeformowana nawet w 20%,

a po odbiciu wraca do poprzednich wymiarów.

Rozgrzewka

•najprostsze odbicia – piłeczka porusza się po paraboli (w szkole - rzut ukośny).•działa grawitacja!

Odbicie piłeczkirakietka

zwykłe z rotacją

Prędkość piłeczki• m – masa piłeczki • M – masa rakietki• V – prędkość

początkowa rakietki• Vr – prędkość

końcowa rakietki• Vp – prędkość

końcowa piłeczki

•Prędkość początkowa piłeczki = 0 •Zasada zachowania pędu

•Zasada zachowania energii

pr VmVMVM

222

222pr VmVMVM

I prawo ping-ponga

V

MmVVp 2

1

2

„Prędkość piłeczki jest dwukrotnie większa niż prędkość uderzającej

w nią rakietki”

016,0Mm

Wujek Dobra Rada cz. 1• Jeśli serwujesz bez podkręcenia

(rotacji) to serwuj:1. możliwie najszybciej2. możliwie najbardziej płasko3. pod największym skosem

Taki serwis zaskoczy przeciwnika!

Uchwyt rakietkiUchwyt europejski

Rekordowa prędkość piłeczki = 170 km/h

Rekordowa prędkość piłeczki = 96 km/h

Uchwyt azjatycki

Sporo wolniejszy, choć podobno lepszy do zaawansowanych rotacji

Rotacja (podkręcanie)• rotacja górna:

Vp • rotacja dolna:

Vp

• rotacja boczna:

Vp

„Ciekawostki”1. Rotacja piłeczki pingpongowej

przy rotacji górnej może osiągnąć 60 obrotów na sekundę (3600 obr/min).

2. W roku 1927 zabroniono serwisów, w których obrót piłki

nadawany był palcami.

II prawo ping-ponga„Kąt odbicia rotującej piłeczki pingpongowej nie jest równy

kątowi padania”

„Prawo to dotyczy zarówno odbicia piłeczki od rakietki jak i od stołu!”

Wujek Dobra Rada cz. 2• Odbierając rotację górną „należy nachylić

rakietkę, jak gdyby nakrywając nią piłkę w momencie odbicia”.

•Wniosek:

Rotacje górne warto ścinać!

Zakrzywienie toru

• Żeby ściąć ( nie tylko wtedy)…

Potrzebna jest dodatkowa siła ściągająca piłeczkę w dół!

Efekt Magnusa

lepkość powietrza

różnica ciśnień

rotacja górna

siła skierowana do dołu

Wujek Dobra Rada cz. 3• Podczas rotacji dolnej efekt Magnusa

wywołuje siłę skierowaną ku górze.

Jeśli lubisz podcinać:1. rób to z dużym wyczuciem

lub2. nie dziw się, gdy piłeczka zamiast na

stole ląduje na przeciwniku

Opór powietrzaSiła oporu:

• R – promień piłeczki• ρ – gęstość powietrza

W efekcie - „hamowanie” piłeczki:

22~ RVF p

mRa2

~

III prawo ping-pongaPiłeczka do: Masa: m [g] Promień: R [cm] R2/m [cm2/g]baseballa 145 3,7 0,09golfa 46 2,1 0,10squasha 24 2,0 0,17tenisa 57 3,2 0,18ping-ponga 2,5 2,0 1,60

„Piłeczka pingpongowa gwałtownie hamuje, bo jest lekka”

„Okładzina do gry w tenisa stołowego (okładzina gumowa + podkład z pianki)

nie może przekraczać 4 mm”

Rodzaje okładzin•okładzina gładka:

„uniwersalna”, dobrze rotuje, czuła na rotacje przeciwnika

•okładzina z tzw. „krótkimi czopami”:

słabo rotuje, mało czuła na rotacje przeciwnika, nadaje piłeczce dobrą

prędkość

•okładzina z tzw. „długimi czopami”:

słabo rotuje, idealna na mocne rotacje przeciwnika – gra obronna

„czopy” ulegają wygięciu podczas

kontaktu z piłeczką

•okładzina typu „anti-spin”:

„okładzina obronna” – dobra także na piłki bez rotacji

•okładzina z „czopami bez podkładu”:

„gorsza uniwersalna”, wolna, słabo rotuje

Czarne/Czerwone• Po co są dwa różne kolory?– żeby przeciwnik wiedział, którą stroną

rakietki piłeczka została uderzona.• Która strona do czego służy?– to zależy jak rakietka została sklejona

moje doświadczenia:Czarna•atak i rotacja górna

Czerwona•obrona i rotacja dolna

Dziękuję za uwagę!