篮球的滚动是什么现象?

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感谢各位的关注与支持! 这个问题很有意思,我高中也曾经无数次思考过这个问题,但始终没有得到答案(虽然得到了很多错误答案)。今天看了 @李楠 的视频后终于明白,原来这是由于摩擦力的存在而引起的。

我们生活中处处有摩擦力,例如走路时脚与地面之间的摩擦,骑车时车与地面之间的摩擦,甚至用手捏住瓶子时的摩擦等等。这些摩擦力的存在都不可避免地会导致能量的损失。以 @李楠 视频中举得例子来说,假设每个球的重力加速度是10m/s^2,每次起跳高度都是2米,那么经过3次循环,重力做功将使球温度升高50℃,而摩擦产生的热量更是令人吃惊——超过80℃!这样高的温度对于篮球这种木质结构的运动体来说是极为不利的,轻则变形,重则燃烧甚至爆炸(想一想篮球赛中因为运球而导致手指被烧坏的情形)。所以为了降低摩擦带来的热量损失以及由此产生的影响,我们需要尽量减小摩擦。这可以通过两个途径来实现:一是减少摩擦阻力,二是提高摩擦效率。

第一个途径比较容易理解。在篮球运动中,我们经常会看到球员用双手拍打篮球或用拳头顶着篮板擦汗。这些都是通过增大接触面的方法来降低摩擦阻力。减少摩擦阻力的意义不仅仅在于降低热量的产生,还在于它能起到减速的作用。我们都知道加速运动会产生热能,因此想要减慢物体的速度就需要增加它的摩擦阻力。显然,采用手拍篮球的方式能够有效地减少摩擦阻力,从而实现减速的目的。所以我们在打球的时候也应该适时地利用手拍球的方式来减缓速度,否则飞快地运球会由于过热而失去控制。这里需要特别指出的是,减小摩擦阻力不是目的,学会如何正确地减小摩擦阻力才是关键。不然你一味加大接触面,结果只会事与愿违。

第二个途径相对来说比较复杂一些。为了提高效率,我们需要想办法让摩擦变成有害摩擦(当物体间摩擦变为有害摩擦时,它们之间产生的热量就会大大增加)。@李楠 在视频中提到的“磨擦生热”实际上就是有害摩擦产生的热量。要改变这种现象,我们可以借鉴机械中的轴承概念。在篮球运动中,我们经常可以看到球员使用护膝、护腿、护踝等防护设备,这些装备的作用是为了减少运动过程中肌肉和关节受到的冲击并防止受伤。从摩擦的角度来看,这些防护设备同样起到了减少有害摩擦产生的作用。如果能在鞋底设计一个类似汽车轮胎的花纹,也能很好地降低运动时产生的热量(磨擦生热)。

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