主题：冰壶拐弯的悖论 -- 唵啊吽
－－－－－－r33300:【原创】冰壶
旋转的效果是让冰壶走弧线。这个弧线技术非常重要，因为冰壶赛中往往会有绕开障碍壶撞击目标壶的战术要求。问题是，壶的旋转方向与弧线的弯曲方向是什么关系呢？
打过乒乓球的人都知道，打弧线球的时候，弧线弯曲方向刚好与球的旋转方向相反。但是，冰壶则不同，冰壶的弧线弯曲方向与其旋转方向相同。如果我们那地球的自转和地球围绕太阳的公转作比较，我们可以说乒乓球的自转与公转方向相反，而冰壶的自转与公转方向相同。
在此，笔者尝试解析一下其中的物理原理。
在完全没有摩擦力的情况下，壶或球的旋转对其运动轨迹没有影响，质心按照直线运动。当球在空中运动时，球表面的空气流速不同，以左旋球为例（即打击乒乓球时将球拍向左晃），这样球左边表面相对空气速度要比右边表面相对速度速度快，根据流体力学速度快压力小的原理，产生左右的压力差，造成左弧线球。
冰壶弧线与旋转方向相同的关键是在冰上，（依然以左旋，或顺时针自旋为例），即左边相对冰面的速度比壶右边底部表面相对冰面的速度要快，这个快不但没有增加阻力，反而减少了阻力。因为摩擦力产生热，而热熔化冰，润滑了底部，减少了阻力。（这好像是个悖论，即摩擦力越大则摩擦力越小[SIZE=3][/SIZE]，欢迎大家来讨论这个悖论！）
结论：
1、冰壶空气阻力相比冰面阻力小，冰面阻力是形成弧线的重要因素。
2、同意的踯壶初始状态可能会因为冰面温度不同而出生不同的弧线效用。
建议：根据第二点结论，运动员第一壶一定要试一个标准弧线壶，以便后边使用旋转力度的时候心中有数，因为每次比赛冰面温带或许会有变化。
参考链接：http://www.mail-archive.com/[email protected]/msg09769.html
> the right, unlike other objects, such as a glass spinning on a
> table, which veer in the opposite direction.
>
> Mark Shegelski, professor of theoretical physics at the University
> of Northern British Columbia, has produced a complicated
> mathematical formula to prove his theory that the front edge of
> the
> curling stone is lubricated by a microscopic slurry of water and
> ice caused by friction. The liquid layer means there is less
friction
水在日常生活中是很普通的东西，但是，在物理中，水是少有的几种融化过程体积缩小的物质。为什么冰会那么滑，其根本原因就是，即使温度不变冰受到压力时也会融化。冬季奥运会就是建立在水的这个稀有的奇特的性质之上的。
看到中国美眉们第一次出手就得奖牌，自然很高兴。看到冰壶碰冰壶，自然想起桌球，打桌球预计球碰撞的角度和碰撞后的路径，基本按照动量守恒原理就行了。但玩冰壶要复杂得多，因为冰壶停下后回冻在冰面上，破坏了动量守恒（非弹性碰撞），产生“携带效应”，即被碰的冰壶会被碰它的冰壶携带往碰它的冰壶的膨撞后运动方向偏斜（这话怎么那么绕舌呀
）。
实战应用案例：
就躲在红冰壶后边的黄冰壶的接触角度，按照动量守恒原理是无法打掉靶心的红冰壶的。但是，它会由于携带效用（绿箭头方向）把它从弹射出去的路径携带回来，直击红冰壶。
蓝线：动量守恒轨迹
绿线：携带效应
黄线：实际轨迹
[FLASH]http://www.youtube.com/v/xfVx1-emCV8[/FLASH]
看来中国冰壶美眉戴眼镜是有讲究的。
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送花。改写了。这物理忘得真快。
这样球左边表面相对空气速度要比右边表面相对速度速度快,
这时左边表面相对空气压力比右边表面相对压力小压力差造成左弧线球
“打桌球预计球碰撞的角度和碰撞后的路径，基本按照动量守恒原理就行了”
桌球打得好不会控制旋转可不行，还要考虑台面摩擦在球低速时的影响，所以也不是基本按照动量守恒原理那么简单。
引自维基。
当乒乓球本身带着上旋飞行时，同时带着球体周围的空气一起旋转，但是由于球体上沿周围空气旋转方向和对面空气方向相反，因而受到阻力，导致其流速降低。而球体下沿的气流与迎面空气阻力方向相同，因而流速加快。最后的结果是，本来球体上下沿的压力相等，现在变成上沿的增大，而下沿的减小。这样由于球体受力不均衡，总的合力方向是向下，给击球者的感觉就是上旋球的下落速度加快。因此，在相同的条件下，上旋球的飞行弧线比不转球的飞行弧线要低、要短。
如果是下旋球，其受力情况跟上旋球恰好相反，球体上沿的空气流速快，压强小，下沿的空气流速慢，压强大，所以气流给球体一个浮举力。这样，在其他条件相同的情况下，下旋球比不转或上旋球的弧线要高，要长。
也就是说乒乓球的自转与公转方向相同
一般为了简化计算，可以取转动刚体自身作为参照系的。计算出来再转换到大地坐标系。
这样当你的旋转角动量方向和重力方向平行时，计算是简单的，因为仅仅为了计算公转角动量的话，可以把参照系简化成惯性系，冰壶正属于此类，即自转和公转的角动量方向相同。
但是你举的乒乓球上旋和下旋，自旋角动量和重力方向是垂直的，这时候就不能把参照系简化成惯性系了。那么你上面的计算结果就存在着是以哪个参照系出发描述的。
如果你要拿乒乓球做对比，一个简化的方式是考虑侧旋球。这时候你会发现他和冰壶的表现是一样的。这个在足球中表现的更明显。踢一脚侧旋的任意球，你会获得很好的感性认识。同理，从人墙上方越过的任意球会看上去和冰壶的表现相反，但是如果你转换成刚体自身参照系就会发现并无本质不同。
简而言之，空气和冰面这两种物质在这个问题上是没有区别的。
鉴于本人经常左右不分，你的“左旋”的乒乓球，自转和公转的角动量方向分别是朝上还是朝下？
左手另外四指微握的四指方向为旋转方向
一般摩擦运动模型把摩擦系数表达为阶梯函数：静止摩擦系数（常数）和运动摩擦系数（常数）。水的特性很多时候和氢键有关。冰融合的时候，体积变小。阶梯函数分静止（速度为零）和运动（速度不为零）两个值，这个某些对冰太简单了。如果摩擦系数是冰壶底部与冰的相对速度的函数，而且速度越大，系数越小，至少按照速度的三次幂减小，就可以解释这个悖论。
印象中水的相变函数就是三次幂的，忘了是气液相变还是固液相变了。
冰壶和乒乓球，在带自旋前进的状态下，都会出现前进方向改变的弧线球现象。 由于偏转机制的不同，偏转方向正好相反。
乒乓球偏转的原理是由自旋的涡量带来的涡升力。 通俗的解释是这样。 让我们保持从上往下看的顶视角。 顺时针旋转乒乓球，由于前进速度与旋转速度叠加的关系，前进方向的左半部绝对速度比右半部对应部分要大。 根据伯努力定律，流速大的地方压力低。 乒乓球会向左方偏转。
对于冰壶，偏转的原理是不一样的。 当冰壶在冰面前进时，摩擦力处于冰壶与冰面的接触面上，指向后方。 这些摩擦力会形成一个围绕冰壶重心的力矩。 其效果相当于摩擦力企图将冰壶的后部掀离冰面，前部压向冰面。 为了平衡这个力矩，冰面对冰壶前后半部的支撑力是非均匀分布的。 冰壶前部对冰面施加的压力大，后部施加的压力小。 如果把冰壶看做一只脚，那它是微微踮着脚尖在往前滑。
如果冰壶是在玻璃上滑行，那么摩擦力与正压力成正比，冰壶前部的摩擦力更大，会将冰壶推向左方。 但当冰壶在冰面滑行的时候。 冰会在局部压强作用下融化，形成薄薄的一层水膜。 此时的摩擦力要以润滑理论来解释。压力大的前部，冰融化得更充分。润滑更充分从而导致前部表征摩擦系数更小。虽然前部正压力更大，总体摩擦力在前部反而更小。 所以当冰壶在冰面滑行时，会向相反的右方偏转。
基本的要点在于，1. 冰是被压融而不是摩擦生热融化的。 2. 所有基于速度差的解释都会失效。 这是由于冰壶前部与后部总可以找到对应两点，它们的速度绝对值相等，在垂直于前进方向上的分量符号相反，而失去产生偏转力的理由。