Befolyásolja-e a méret a labda mozgását?

Tartalomjegyzék:

Anonim

A földön vagy a levegőben a különféle erők hozzájárulnak a labda mozgásához. A gömb alakú labdákra összpontosítva - például a golfban, a baseballban és a kosárlabdában használt golyókra - méretük és tömegük segíti az utazás módjának meghatározását. Amellett, hogy befolyásolja a sebességet és a pályát, a golyók mérete és tömege hozzájárul a külső erők befolyásolásához is. Ha két azonos átmérőjű golyó különböző sűrűségű és tömegű anyagokból készül, akkor a nagyobb tömeg-sűrűségű golyó tovább halad, ha ugyanannyi erővel vagy azonos kezdeti sebességgel kivetítik.

A barátok egy labdával játszanak a tengerparton. Hitel: Medioimages / Photodisc / Photodisc / Getty Images

Tömegsűrűség

A fizika olyan labdákra utal, mint amilyeneket a verseny sportban "merev testekként" használnak. A mozgásban lévő merev testekre a fizikai terület "dinamikus" elve vonatkozik. A merev test mozgásának meghatározását segítő tényezők között a hosszhosszú tömege vagy tömeg-sűrűsége alapvető szerepet játszik mind a földön, mind a levegőben. A nagy tömegű sűrűségű tárgyak nehezebben mozognak, és nehezebben megállíthatók, amint elindul.

Objektumok repülés közben

A puha golyók és a lövések során alkalmazott lövések közötti különbség nagyszerű példát mutat a tömeg-sűrűség hatására. Bár mindkettő átmérője megközelítőleg azonos, a nehézfémek tömege sokkal nagyobb, mint a softballé. Mint ilyen, a lövöldözés nagyobb mennyiségű erőt vagy kezdeti erőt igényel, mint a puha labda dobása. A lövés nagy tömeg-sűrűsége miatt azonban az olyan erők, mint a súrlódás és a lefelé mutató gravitációs vonzás, kisebb hatással vannak a repülésre, mint egy puha golyó. Más szavakkal: a lövés messzebbre halad, mint a softball, mivel tömege kevésbé érzékeny a levegő súrlódására és gravitációjára.

Tárgyak a földön

Míg a tehetetlenségi törvény hasonló módon működik mind a levegőn, mind a talajon, az erők, amelyek meghatározzák, hogy egy golyó gördülési módja kissé eltérnek a kettő között. Sík talajon a gravitáció és a levegő súrlódása nem befolyásolja jelentősen azt, hogy egy tárgy gördül. A gravitációs erők és a levegő súrlódása helyett a felületi súrlódás játszik szerepet a golyók gördülésének meghatározásában. A repülés közben elhelyezett golyókhoz hasonlóan a felületi súrlódás akadályozza az alacsony tömeg-sűrűségű golyók, például a futball-labdák mozgását, mint a nagy tömeg-sűrűségű gömbök, például bowlinggolyók mozgását. Más szavakkal: átmérő szempontjából azonos méretűnek tekintve a nagyobb tömegű golyó tovább gördül.

Kezdeti erő és mozgás

A külsõ erõk eltérõ hatása miatt a nagy tömegû sûrûségû golyók távolabb és gyorsabban haladnának, mint az alacsony tömegû sûrûségû golyók, ha mindkettõt végtelen mennyiségû erõvel tudnák elindítani. Noha ezt nem tudja megtenni, különböző tömeg-sűrűségű golyók dobása vagy gördítése ugyanabban a kezdeti sebességben ugyanazt a hatást érinti. Illusztrál egy golfgömböt, amely nagyobb energiát mutat, mint egy ping-pong labda. Amikor mindkettőt ugyanabban a kezdeti sebességben indítja el, a golflabda szárnyalni kezd, miközben a súrlódás röviddel a póló elhagyása után fejezi be a ping-pong labda repülését.

Hasonló hatások láthatók a földön. Bár mindkettőnek azonos kezdeti sebességgel történő gördítéséhez nagyobb erő szükséges, a nagyobb gömbtömeg-sűrűségű gördülőgömb nagyobb forgási lendületet adna, mint egy gördített kosárlabda. A felület hamarosan lelassítja a kosárlabdát, végül leállítja azt, miközben a bowling-golyó nagy tömeg-sűrűsége és forgási ereje tovább fogja továbbvinni azt.

Befolyásolja-e a méret a labda mozgását?