乒乓球怎么样会爆炸?

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乒球为什么会爆裂,这个问题很有意思 (先放结论) 因为乒乓球是由各种材料组成的复合结构,在受到外部冲击的时候会由于受力不均而导致内部压强瞬间增大,超过其承受的极限而发生爆裂。并且,由于乒乓球的圆形表面积与其体积之比很大,因此需要很大的冲击力才能使乒乓球爆裂。 以下通过三个问题解释为什么乒乓球会爆裂(从简单到复杂) 为什么乒乓球受到撞击会动? 首先说明一点,乒乓球是被动的运动。这是因为当乒乓球受到外力作用的时候,它的形状会发生改变,根据力的平衡原理,此时必然会有一对反向作用力来维持球体的形状。这一对反向的作用力就造成了我们所看到的乒乓球的运动时。 那么问题变成,是什么原因导致了这个形状的改变呢?答案是分子之间的相互作用的引力和斥力。(详细原理可以翻我的这篇文章) 当两个分子之间的距离较近的时候,因为相对其他原子,这两个原子带的电荷较多,所以其它原子的排斥作用就会占据主导地位。于是我们就看到了两个互相吸引的分子。 但是,如果两个分子之间的相对运动趋势方向是使得两分子距离增加的过程中,因为其它分子对它们的吸引力减弱,而排斥力仍然占主导的原因,这个时候我们就会看到两个互相排斥的分子。 我们可以得出这样的结论: 当一个分子受到外力作用向某个方向运动时,如果另外一个分子对于它的作用力方向与该外力方向相反且阻碍该外力的作用效果越明显,那么这个分子就越容易因形变而使两个分子的总作用效果为0。

为什么乒乓球会被炸成一个圆饼状? 当一个小球以一定的初速度冲向另一个小球的时候,如果前面说的那一对反向作用力不足以抵消这个初速度的话,两个小球将会彼此靠近并发生碰撞。但是由于碰撞的不确定性,有可能造成一个球撞到了另外一个球的侧面从而使得两个球都改变了运动状态,也有可能两个球同时撞到了对方的正中间而导致运动消失。但是无论怎样,一个球必然会在另一球的阻挡下减速直至停止,而另一个球则会继续向前运行一段距离。 但是当这里的问题变成了乒乓球和球拍,情况就变得不一样了。原因就在于球拍是一个弹性体,它能够对乒乓球进行复原动作。于是原本向前运动的乒乓球受到弹力的作用会突然向后加速,而原来静止的乒乓球受到弹力的作用会突然向前加速。于是原本要相撞的两个乒乓球会因为这种力量的交互作用而彼此错开,但由于两者之间存在相互作用力,因此它们都会有一个向前的加速度。这个过程就是大家熟悉的“跳抛”现象了。

以上讨论的都是两个球相互作用的时候的情况,但是在现实中,一般只有一个球会受到外力作用,而这个力通常会很大,足以使得这个球发生显著形变或者使它从球台飞出去。在这种情况下,处于静态的球会通过形变吸收能量,直到机械能最大值与外界输入的能量相等的时候,系统达到动态的平衡。 而另一个没受到外界影响的球,就会按照惯性继续向前运行。这就导致了两个结果的产生:一个是两个球之间的距离越来越近,也就是所谓的“串烧”;另一个就是这个球会由于吸收了足够多的能量从而使自身速度达到大于零值,即这个球被“打坏”了!

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