5克羽毛球打出400公里的時速,林丹用羽毛球擊碎木板,你信嗎?

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一位專業羽毛球運動員一記大力擊球,可以直接把羽毛球打進一個西瓜裡面。

為什麼質量僅5克的羽毛球有如此大的殺傷力呢?

關鍵在於速度!好的專業運動員打出的球速,瞬間可超過300公里/時(約83m/s),在非常短的距離上有很大衝擊力。

時速300km/h是什麼概念?目前國內G字頭動車的速度,也是波音737飛機抬頭速度,普通家用轎車在高速上,油門踩到底,也不可能到達時速300km/h。。。

羽毛球打進西瓜,這也不算啥,畢竟網上有個小孩還能把紙牌(飛牌絕技),用手甩進西瓜里;

但是接下來的這個動圖中你可以看見林丹用羽毛球擊碎了木板,並且打壞了羽毛球拍與羽毛球,看看一眾明星驚訝的眼神,你可以想像到林丹這一球拍的力量!據悉,這塊木板厚12mm。

由於空氣對羽毛球的阻力很大,自身的質量太小,羽毛球在脫離球拍後速度降低也非常快,因此,通常人們並不覺得羽毛球能達到如此大的速度。

羽毛球扣殺最高時速是426公里/時,這個記錄是來自丹麥的男雙選手科丁在2017年比賽中打出一計426千米/時的殺球,一舉打破李宗偉保持的417千米/時男選手最快殺球世界紀錄。

而林丹目前的扣殺最高時速據說是401公里/時,排名世界第五;而節目中的扣殺絕非最高水平,所以可想而知,羽毛球最高扣殺時速的殺傷力會有大多?

羽毛球的殺傷力到底有多大

物體由於運動而具有的能量,稱為物體的動能。它的大小定義為物體質量與速度平方乘積的二分之一。

如此算來,羽毛球的動能Ek=0.005*83*83/2=17.22J(其實這個計算沒啥意義,動能最終在羽毛球撞擊物體後轉換為內能,隨機傳導到周圍的環境)

我們可以換個概念,從動量定理的角度思考,動量定理內容為物體動量的增量等於它所受合外力的衝量即Ft=mΔv,羽毛球動時速300公里/時到撞擊物體靜止,我們假定時間為0.01s,此時我們可以計算出,在這個過程中羽毛球對物體之間的衝擊力大小;F=mv/t=0.005x83/0.01=41.5N

不對,41N的力可以把木板壓碎嗎,顯然不能,但是我們忽略了作用面積,也就是41N的力作用在很小的面積上,就會產生很大的壓強;

那我們來算下,這個壓強大概會有多大?

羽毛球球托直徑25毫米至28毫米,底部為圓形,羽毛球頭部的投影面積為S1=πr2=3.14x(0.025*0.025)=0.0019625m2

因為羽毛球頭部為球體,羽毛球頭部與木板撞擊瞬間,我們假定有頭部投影面積的一半接觸,所以S=S1/2我們計算壓強大小為P=F/S=41.5/(0.0019625/2)pa=42293pa=0.0423Mpa

什麼概念呢,自來水的壓力為0.14Mpa,按說這個壓力,不至於把木板計算吧,不知道是計算有問題,還是節目效果。。。


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