Utječe li veličina kako kugla putuje?

Sadržaj:

Anonim

Bilo na zemlji ili u zraku, razne sile doprinose gibanju kugle. Fokusiranje na sferne kuglice - poput onih koje se koriste u golfu, bejzbolu i košarci - njihova veličina i masa pomažu u određivanju načina putovanja. Osim što utječu na brzinu i putanju, veličina i masa loptica također pridonose utjecaju vanjskih sila na njih. Kada su dvije kuglice istog promjera izrađene od materijala različite gustoće i mase, lopta s većom gustoćom mase putat će dalje ako se projicira s istom količinom sile ili istom početnom brzinom.

Prijatelji se igraju s loptom na plaži. Zasluge: Medioimages / Photodisc / Photodisc / Getty Images

Misa-Gustoća

Fizika se odnosi na lopte poput onih koje se koriste u natjecateljskim sportovima kao "kruta tijela". Za kruta tijela u pokretu vrijede principi polja fizike nazvani "dinamičkim". Među čimbenicima koji pomažu u određivanju kretanja krutog tijela, njegova masa po jedinici duljine ili gustoća mase igra vitalnu ulogu i na zemlji i u zraku. Objekt s velikom gustoćom mase pokazuje da se teže kreće, a također i teže zaustaviti kada se kreće.

Objekti u letu

Razlika između softballs-a i pucnja koji se koriste u stavljanju hitaca pružaju sjajan primjer učinaka gustoće mase. Iako su oba približno jednakog promjera, masa teškog metala puno je veća od mase softball-a. Kao takav, pucanje metala zahtijeva veću količinu snage ili početnu silu od bacanja softball. Zbog velike gustoće mase metak, poput trenja zraka i silaznog povlačenja gravitacije, utječu na njegov let manje od softball-a. Drugim riječima, hitac će putovati dalje od softball-a, jer ga njegova masa čini manje ranjivom na trenje zraka i gravitaciju.

Predmeti na terenu

Dok zakon inercije djeluje na sličan način i na zraku i na zemlji, sile koje pomažu da se utvrdi kako se kotrljanje kugle malo razlikuje između njih dva. Na ravnom terenu gravitacija i trenje u zraku ne utječu značajno na to kako se objekt kotrlja. Umjesto sila gravitacije i trenja zraka, površinsko trenje igra glavnu ulogu u određivanju kako se kuglice kotrljaju. Slično kao lopte u letu, površinsko trenje sprečava kretanje loptica s malom gustoćom mase, poput nogometnih lopti, više nego kod onih s velikom gustoćom mase, poput kuglica za kuglanje. Drugim riječima, s obzirom na jednaku veličinu u smislu promjera, lopta s većom masom će se dalje kotrljati.

Početna sila i pokret

Zbog različitih učinaka vanjskih sila, kuglice velike gustoće mase putovale bi dalje i brže od onih s malom gustoćom mase ako biste mogli pokrenuti obje s beskonačnom količinom sile. Iako to ne možete, bacanje ili kotrljanje kuglica različitih gustoća mase pri istoj početnoj brzini postiže isti učinak. Udaranje lopte za golf s više snage od kugle za ping pong daje ilustraciju. Kada oba pokrenete istom početnom brzinom, lopta za golf šalje se visoko, dok trenje iz zraka završava let lopte ping pong-a ubrzo nakon što napusti majicu.

Na terenu možete vidjeti slične efekte. Iako bi bila potrebna veća sila kako bi se obojica istrčala istim početnim brzinama, veća gustoća kuglične kugle dala bi joj veći rotacijski zamah od valjane košarke. Površina bi uskoro usporila košarku, na kraju je zaustavila, dok će je velika gustoća mase i rotacijska sila kuglice i dalje nositi na veće udaljenosti.

Utječe li veličina kako kugla putuje?