足球有弹性么?
这个问题很有意思,其实答案很简单,我来试试说明白了—— 首先你要弄清楚什么是弹性,比如你用手按住弹簧,然后突然松开。按住的力消失了,弹簧因为自身弹力会反弹回来。这就是弹性。
你可以想象成弹簧是一个物体,它具有“弹力”这个属性,并且能对外做功——也就是说如果你一直不停施加一个外力F,那么弹簧会一直被拉长到长度L为止(注意不是伸长到L')——这个过程就是消耗了F的功,转化为弹簧的内能E=0.5FL^2 那么如果弹簧不弹回去了呢?也就是弹簧被拉长了以后没有再缩回去——这时候弹簧就断裂了哦!所以我们可以通过计算一根弹簧最多能被拉伸多少次来判断它的性能。
回到题主的问题。在足球比赛中有一个名词叫做“球速”——指的就是足球在空中的移动速度——那么决定球速的主要因素是什么?答案是空气阻力(包括空气压力)。我们知道越扁的体压越小,而形状的改变主要影响的是其表面弧度——由于地球有自转,在水平方向上空气对圆形和椭圆形的压力不同。因此一般来说,扁平球体的相对球心质量更大一些、因而能够更快地加速至每秒几十米的程度;但同时其表面的弧形使其更容易被气流分散开、造成更大的空气阻力,最终两者相互抵消达到一个平衡点,使得足球可以在空中以每秒数十米的速度高速飞行。
事实上,只要不超出一定限度,这样的设计是最优的——否则人们完全不用多此一举去设计出这样一款产品,直接使用圆球就可以了嘛…… 所以,从技术角度来讲,所谓足球是有“弹性”的这个说法是没有任何根据且站不住脚的。
当然啦,我这么说并不代表我说足球就没有任何“弹性”咯~只不过这种弹性并不是由其本身性质决定的而已,而是来自于撞击、磨损等外在因素影响下产生的摩擦力和内应力。 补充一下知识:足球由4个球皮组成,其中3只分别镶嵌着16块皮块,每只大皮块的中间都有一个网状孔洞用来放置小皮块。这些小的皮块又称为“子皮块”或“胆”,一般用牛皮或者猪皮制成。
每个子皮块的大小都基本一致—约1厘米见方。它们之间的间隙通常非常微小以至于肉眼几乎看不出来。
每两只互相嵌合起来的子皮块之间会产生一丁点儿缝隙来保证整个球的完整性以及稳定性;当它们受到外界冲击时还会产生一定量的形变从而吸收一部分动能。子皮块对于整个球来说也是起着至关重要的作用哒~~