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打台球真能预测球的走向吗?

时间:2019-01-16 09:36:06  来源:新华网 放大 缩小 默认

  说到台球,你是否会想到斯蒂芬·亨得利、罗尼·奥沙利文、约翰·希金斯、丁俊晖等台球大师?他们在比赛场上英姿飒爽,那些辉煌瞬间令人难忘,球会进到哪个球袋里仿佛都在他们的预测计划之中,他们是怎么做到的呢?

  用最简单的方式理解台球就是拿球杆撞击台球,让它与其他的台球进行对撞,最后进球袋,最先打完自己的球就算获胜。这个过程就牵涉到了一个物理知识“碰撞”。在物理学中,碰撞分为弹性碰撞和非弹性碰撞。弹性碰撞是理想化的碰撞,过程没有任何能量损失;而非弹性碰撞则是中间有能量以其他形式消耗,这是较为常见的碰撞。只不过在这里我们假设台球运动时是弹性碰撞,不考虑其他能量损失。

  首先是简单的正碰,也就是一维弹性碰撞。台球经台球杆撞击后,沿直线朝目标台球球心撞击,第二个小球则会沿着同一方向滑动,直至停下来。这就是简单的一维弹性碰撞,它们符合“动量守恒定律”,我们可以计算出第二个台球在撞击后的速度以及运动的距离。由于这是基本的碰撞,我们很容易就能知道球前进的方向。

  但是,在台球比赛上,很少有直接让球朝前运动的情况,更多时候则是让台球偏离一点距离,进入左前方或右前方的球袋中。这时候要用到的是斜碰,也就是二维碰撞,在这种情况下,就要考虑到主球和目标球碰撞时的角度。在碰撞时将速度进行分解,分解成垂直的两个分速度,根据能量守恒和动量守恒,我们可以得出分速度的大小,进而得出碰撞之后的角度。这时我们就可以判断第二个球的运动过程,在想要让球往哪个方向前进后,算好角度和力度,就可以让球沿着想要的方向运动。

  第三种情况则是不直接击打目标球,而是通过台球桌桌壁的反弹后碰撞小球。由于我们假定台球碰撞是弹性碰撞,所以台球的运动轨迹是沿着桌壁垂直方向对称,紧接着再按着正碰或者斜碰的方式碰撞第二个台球,使之入袋。

  这些就是简单的台球运动的原理,只不过我们将运动理想化,忽略了很多细节,例如台球与桌布的摩擦,例如台球以滚动为主而不仅仅是滑动,所以在很多时候是不完全弹性碰撞,但是原理是一样的,只要补充以上缺失的因素,还是可以很好的预测球的运动轨迹。

  只是从理论上来说我们可以完美的预测,那么相对于运动员来说,他们没有那么多时间进行预判,也不能估算自己打球时的速度,只能依靠长期以来的练习经验。

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