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網球的 top spin 原理

有人問到,要怎樣打出spin很強的球

以下個人觀點,供參考

首先,要了解,球為何會旋
網球之所以會旋,並不是因為球在現床上滾動
如果你想要利用球在線床上滾動,來獲得 spin
那麼,為了使球停留在線床越久,你就越不能出力
越不能出力線床與球間的摩擦力就會小,那麼,你就不能打出更旋的旋球
(這樣的打法就是抹球)

其實
網球在線床的停留,只有一瞬間,根本不會在線床上滾動
請參考
[embed] https://www.youtube.com/watch?v=ZJ__Ktq0WWo[/embed]

越大的力道,摩擦力就會越大,球就會更旋
而球要旋,還有一個重點,就是,必須要有力矩
擊球的力量方向,不能剛好在經過球心球的運動方向上
此時擊球力作用在球表面的點與球心的連線,才會有力矩
才能提供旋轉
換句話說,你的拍面不能與球的運動方向完全垂直
假設你要打水平方向的旋球,球拍就不能打在球的3點鐘方向
必須打 2 點附近(正旋球),或打 4 點附近 (切球)
(請參考上述的影片)


而球要更旋,球就要更陷入線床
使球與線床間的接觸面增大,因此,磨擦力變大,spin 增加
可參考 Wilson 的 spin 系列,就是這個原理
Wilson 減少床的密度,使球更能陷入線床中,而加強 spin 的效果
所以
如果以相同的線床數
但是拍面比較大(線床密度減少),的確是可以帶來較大的 spin
2014-11-06 21:53 發佈
感謝版主詳細說明,下星期打球就來好好練練看!!
感謝你分享原理
最近也在練習發球打top spin
感謝KCLin大的一系列好文!
對於些想求突破的球友來說…
有時並不是練習的不夠!
只是有些概念還沒釐清…

補插01影片語法↓[iframe] http://www.youtube.com/embed/ZJ__Ktq0WWo [/iframe]↓


關於擊球瞬間的變化、再補一支更清楚的…
http://www.flickr.com/photos/fatestaynow

KCLin0423 wrote:
有人問到,要怎樣打出...(恕刪)
< /></>< />< />嗯...< />個人看法,< />如果來球也不旋, 球拍水平揮, 按照那那個第二圖, 我會覺得球會往地上打.....< />< />實際上來球是可能很旋的上旋,< />這時, 如果球拍垂直, 如第一圖, 那球就可能往上噴,< />第二圖拍面朝向, 可以抑制這個情形, 回球就會水平的往前.< />< />不過, 按提供的影片, 其實球拍也不是水平往前, 而是由下往上.< />就個人感覺, 還是球拍垂直速度, 球線對球造成的往上摩擦力, 使球旋轉.


要往上,角度調一下就好
那個圖的重點在於,你要有力矩,不能打在 3 點鐘方向
也就是說,球拍拍面不回完全垂直於地面
(這樣的 case, 不會有力矩,打出來的是不怎旋的平球)

有一個重點
想要有大的摩擦力,就要有大的正向力(摩擦力永遠起源於正向力)
正向力不但加強球速,也加強摩擦力
想要又重又旋的球,用抹的是達不到的
所以由此,得到更重更旋更安全的球
(重的平球也會強旋
所以有人提到平擊球,我常會問,是不會旋的平球,還是很旋的平球)

至於您在另一篇文提到
球在線床上滾動的問題
無論如何,既然給了力矩,球一定會旋轉
而事實上,球是陷入網子在彈出,在網子讓當然會停留一段極短的時間
當然會有滾動的現象(但是行程極短)
如果你打在三點鐘方向
就會如下述影片

10:30 處的結果

如果是想要完全藉由在線床摩擦行程加大而得到更旋的球
那麼,就必須更收力使球留在球拍上更長來達到更旋的效果
此時,正向力減少,摩擦力減少,向前的力道也減少
(但行程加大的結果可以帶來旋球)
讓球在線床停留較久,要求短而不向前衝的短球切削就是這樣的 case



為了更嚴謹描述spin的動力理論
在此補上更嚴謹的物理解釋
並且,嚴謹的給出所謂"咬到球"的物理圖像


連不會打網球的我都看得一清二楚 "原來是這樣~"
藉由物理說明及數學推導 重點是這些圖真不錯
真的是好文章阿~

查到..
http://tt.tennis-warehouse.com/showthread.php?p=7929623

這個圖片看背景, 應該就是樓主提供影片的截圖,
針對球跟球拍接觸前後的幾個frame, 在球跟球拍之間的圖,
大約在第8個frame跟球拍接觸,
在 frame 1, 球是在球拍的偏上方,接近球拍框,
在 frame 8 接觸到球拍時(球開始變形), 球是在球拍中心的偏上一點,
可以看出球拍是以往上的垂直速度,
在 frame 8 到 13, 時球拍跟球接觸的時間,
在 frame 13, 球是在球拍中心的偏下一點...
關於求在拍面上滾動行進
物理的圖像是這樣
球從接觸拍面受力,到陷入線床,到剛好提開線床,有一對微小的時間差 dt
而此時,球在球拍上滾動,所行進距離為 S=1/2*R*a*(dt)^2 , 其中 a 為角加速度,且 T=Ia(T 為外力所施力矩,I 為轉動慣量,a 為角加速度)
但是, dt 極小,所以 S 也會很小 (影片上不知有沒超過兩格?)

如果球完全沒有滾動行進距離,那這樣叫做滑動

至於 T 如何來
根據牛頓定律,由物體有角加速度(改變慣性)
必定有外力施於其上, 所以 T=Fh (h 為力矩)

又摩擦力的角色為何?
摩擦力是決定物體是處在滾動或滑動的關鍵
(我看了一下物理力學的書,似乎沒看到摩擦力提供滾動或轉動所需力矩的說法)

而滾動事實上,在接觸點任一瞬時為靜止(就算是滾很遠的輪胎也是一樣,這點在國中?,高中物理學已經提到)
所以必須外力與靜摩擦力大小相同方向相反(沿接觸面),所以,外力加越多,所需的最大靜摩擦力越大
而最大靜摩擦力,與拍面法線方向的作用力(正向力)成正比
所以,如果你要有很大使球滾動而不滑動的有效力矩,那麼,就必須要有大的正向力

當然,正向力也可來自於來球的力向(借力),
所以事實上,如果你以F2方向,也就是沿拍面的方向施力,也可以咬到球
但是,最大靜摩擦力小,容易變成滑動(沒咬到球)
力量向前的分量亦小,直線動能不大,速度不大
如果來球沒力那就更不好咬,也更難出力
為了讓球更穩定更旋,就必須自己發力咬球,沿拍面法線力量要加大(得到更大的最大靜摩擦力可以咬住球,讓外力可以施予更大的力矩造成更強的旋轉)

BTW
昨天去看小選手比賽
教練因為他們要進入青少年(國中)
要求要更強的球路,於是改變他們的姿勢(其實應該說是要有更強的打法)
強制要求小選手要用某種姿勢打球
(依據家長描述那個姿勢指的應該是橫拍在可擊球的最高點平擊式打球)
但是,小選手卻因此球亂飛,控不到球,變成不會打球

有些家長因此而質疑教練的要求是不是適合?

後來我想了一下(跟家長討論了好幾個小時)
小選手從小大法的訓練可能都是由下而上
施力的方向接近沿拍面方向(也就是上圖的 F2)
其實,教練要求的應該是要如我上圖所說的,往球要進行的方擊球
加強球運行方向的力量,來得到更大的球速與威力

但是,可能不適當的訓練方式
要求小選手要用這樣的方式,打進場內某個點
不然教練會罵(家長轉述的訓練方式)
於是小選手由下而上的打球方式習慣了
卻不敢強發力橫拍推直球,讓球有更快的 spin, 在底線前加速落下
反而是用放的把球放進教練要求的點
球一點也不會旋
然後比賽時,打到球更不敢發力咬球,於是就亂飛

我給家長的建議是
因為小選手擊球的拍面並不是完全垂直於地面
所以,在強發力的情況,球一定自然會旋轉,借spin而使球落於場內
自己丟球,讓小孩盡情打,不要有 outside 的觀念
小孩自己去找出強咬球的球感
(當然當場我很難詳細的做力學分析,只能講個大概圖像)

我猜想
其實,教練的要求太著重於姿勢,與落點,而對於擊球發力原理付諸闕如
所以才會有這樣的結果(只練招式而無心法)
(甚至要求左手要放在某個固定點,如果說不出必要原因,我個人認為,這樣的動作是習慣問題)
教練的要求,想要的訓練,並不是不對,是一個很好的武器
但是,訓練與解說的方式,是一個問題

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