Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning 10 frågor/svar hittade Kraft-Rörelse [21419] a) Har han han rätt? motivera
b) vad är friktion Svar: Sidoskruv får bollen att studsa åt sidan. Skruvade bollar används i de flesta bollsporter: golf, tennis, fotboll... Se nedanstående video med skruvade bollar. b Se fråga 16025 om friktion. Nyckelord: friktion [53]; skruvad boll [10]; Kraft-Rörelse [17193] Svar: Bara det faktum att man har mer än en förklaring för ett fysikaliskt fenomen behöver inte betyda att alla utom en är fel. Man kan ofta beskriva ett fysikaliskt fenomen på olika sätt med lite olika utgångspunkter och antaganden. Varje sätt kan då anses beskriva fenomenet, men med de begränsningar som antagandena implicerar. Det faktum att Einstein införde fotoner betyder inte att Maxwells ekvationer är utan värde för att beskriva elektromagnetisk strålning! Vad gäller din fråga finns en lättförståelig (förhoppningsvis) förklaring i fråga 754 . Nyckelord: skruvad boll [10]; Kraft-Rörelse [16495] Ursprunglig fråga: Svar: Se nedanstående figur. Bollen roterar på nervägen medurs. Vi har en normalkraft vinkelrätt mot golvet och en friktionskraft parallellt med golvet och motriktad rotationen. Vi kallar resultanten till dessa två krafter för F. Eftersom F inte går genom masscentrum skapar F ett rotationsmoment F*r. Detta är motriktat den urspungliga rotationen. Om rotationsmomentet är tillräckligt stort (dvs friktionen är tillräckligt stor) kommer det att orsaka att bollens rotation vänder. Detta är en mycket idealiserad bild - i verkligheten måste man ta hänsyn till att bollen deformeras och att en del av rörelseenergin av inre friktion förvandlas till värme. Nyckelord: skruvad boll [10]; friktion [53]; Kraft-Rörelse [15474] Svar: Boomerang innehåller historia och konstruktion, men beskrivningen av bumerangens bana är helt felaktig. Under länk 2 finns bland annat video-snuttar av bumerangkast, och där kan man se att banan är en cirkelrörelse på i stort sett konstant höjd över marken. Nyckelord: flygplansvinge [8]; skruvad boll [10]; 1 http://plus.maths.org/issue7/features/boomerangs/index.html Kraft-Rörelse [15258] Den är i stort sett klar, men den räknar inte med en del saker som jag gärna vill få med i programmet. 1: Till att börja med räknar den med att bollens skruv hela tiden är konstant vilket givitvis inte stämmer. Skruven saktas ju ner på grund av luftmotståndet, min fråga är då hur mycket saktar skruven ner och vad beror det på hur mycket skruven saktar ner, finns det någon bok eller web sida jag kan titta på eller vet ni ? 2: Det andra som jag inte har med i beräkningaran är när bollen studsar emot bordet. Vad händer då ? Jag har beräknat studs koefficienten, men jag vet inte vad som händer med bollens hastighete i det horisontella ledet eller vad som händer med dess skruv när den studsar. Vet ni någon information om detta ? Svar: 1 Du får parametrisera problemet, dvs skriva ett uttryck med några parametrar som beskriver en effekt. Antag t.ex. att lyftkraften från underskruven är A från början. Friktionen mot luften kommer att bromsa spinnet. Lyftkraften kommer då att avta på något sätt som säkert är en komplicerad funktion av bollens hastighet, dess rotationshastighet och luftens densitet. Som en första approximation kan du anta att lyftkraften är A-B*x, där A och B är parametrar som bestäms av experiment och x är en oberoende variabel (tid, hastighet..). 2 Om bollen roterar när den träffar bordet kommer utfallsvinkeln inte att vara lika med infallsvinkeln som den är med en studs utan spinn. Vad vinkeln i själva verket blir är igen en komplicerad funktion av rotationshastigheten och friktionen. Igen, är nog det bästa att göra en enkel parametrisering och bestämma parametrarna från experiment. Nyckelord: skruvad boll [10]; *idrottsfysik [42]; Kraft-Rörelse [14763] Ursprunglig fråga: Svar: Nej, jag kan inte förklara problemet. Men jag tror inte heller att olika material skruvar åt olika håll. Tänk t.ex. på en golfboll och en pingisboll. Båda påverkas på samma sätt av underskruv - de påverkas av en kraft uppåt. Detta trots att de har helt olika ytor: golfbollen är knottrig vilket ger turbulent strömning och pingisbollen är slät vilket ger laminär strömning kring bollen. Dessutom finns det ju fotbollar både av plast och av läder, och jag tror en spelare skulle bli mycket förvånad om en ny boll skruvade åt fel håll . Skruv och lyft hos roterande bollar förklaras av den s.k. Magnuseffekten som bygger på Bernoullis ekvation - högre hastighet hos luften ger lägre tryck (Bernoulli's_principle ). Se även Magnus_effect . En helt annan effekt är skruvade kast i kricket, men där har man en asymmetri hos bollen och skruven är riktad i samma riktning som asymmetrin - en underskruvad kricketboll avviker i sidled i stället för i höjdled. Se Swing_bowling . Se skruvad boll , golfboll och en artikel om fotbollsfysik under länk 1. Tillägg januari 2017 Magnuseffekten är ett fysikaliskt fenomen som uppträder för roterande kroppar. Effekten innebär att en kropp som rör sig genom en fluid (en vätska eller en gas) samtidigt som den roterar accelereras vinkelrätt mot rörelseriktningen, det vill säga att rörelseriktningen "böjs av". Det är den fysikaliska kraft som gör att roterande bollar får så kallad skruv inom olika bollsporter, se Magnuseffekten och fråga 754 . Video som visar och förklarar Magnuseffekten: Jag kan inte, trots omfattande sökningar, hitta något väldokumenterat exempel på att materialet i bollen skulle ha någon betydelse. Strukturen på ytan påverkar storleken på Magnus-kraften (dimplarna på en golfboll ökar t.ex. effekten betydligt), men att ett alternativt material skulle ändra kraftens riktning låter inte sannolikt. Enligt beskrivningen ovan är det plastbollen som uppför sig som väntat. En höger utsida roterar bollen medurs, vilket ger en avvikelse åt höger (den av golfaren fruktade slicen). Kan det vara så att en läderboll är lite asymmetrisk pga en söm (se cricketbollen ovan)? Problemet med denna förklaring är att skruven skulle bero på hur bollen placeras på marken. Nyckelord: golfboll [15]; skruvad boll [10]; bernoullieffekten [6]; *idrottsfysik [42]; 1 http://physicsworld.com/cws/article/print/1998/jun/01/the-physics-of-football Kraft-Rörelse [14113] Ursprunglig fråga: Svar: Spinnet och dimplarna (de små groparna) på en golfboll minskar för det första luftmotståndet (genom turbulens) och ger dessutom upphov till en lyftkraft (genom den sk Magnus-effekten). Bilden (från nedanstående länk Flight Dynamics of Golf Balls) visar bollbanan för olika spinn. Det är uppenbart viktigt all få lagom spinn på bollen! Se Golf Ball Flight Dynamics och nedanstående länkar för olika aspekter på golfbollars rörelse. Se även kastparabel för rörelse utan hänsyn till luftens inverkan. Nyckelord: golfboll [15]; skruvad boll [10]; *idrottsfysik [42]; 1 http://entertainment.howstuffworks.com/question37.htm Kraft-Rörelse [6536] Svar: Nyckelord: skruvad boll [10]; 1 http://www.thenakedscientists.com/HTML/content/kitchenscience/exp/science-of-spin-and-bouncy-balls/ Kraft-Rörelse [3661] Svar: Beräkningar kan vi inte leverera, aerodynamik är besvärligt. Men
en förklaring kan vi ge. Vid utspark får bollen en skruv på
ungefär 10 varv per sekund. Det påverkar till en början inte bollens bana,
den går rakt fram.
Vid hög hastighet är luftflödet turbulent (en massa småvirvlar) kring bollen.
Dessa småvirvlar funkar ungefär som kullagerkulor, och hindrar kopplingen mellan bollens
rotationen och den omgivande luften. När bollen saktar ner, upphör
småvirvlarna, och kopplingen mellan bollens rotation och luften
blir stark (laminärt flöde). På den sida av bollen som snurrar mot
färdriktningen ökar lufttrycket, motsatt på andra sidan. Det ger en
sidokraft, som gör att bollen går i en krökt bana.
Skickligt utnyttjande av fysiken!
I Scientific American, januari 1997 sidan 50, finns ett diagram, som
visar hur drastisk denna övergång är. På vertikala axeln står
DRAG COEFFICIENT vilket kan översättas med luftmotstånd.
På horisontella axeln står REYNOLDS NUMBER, som är proportionellt
mot hastigheten. Se även fråga 1531 Nyckelord: skruvad boll [10]; Blandat [754] Svar: Låt oss i den följande diskussionen anta att vi har slagit en
underskruvad boll. Tänk på bordtennis eller golf! Bollen får då en uppåtriktad
kraft på grund av rotationen.
En viktig princip i strömningslära är att luften häftar vid bollen. Vid bollens yta
finns alltså ett tunt luftlager som följer med bollen. Det är rätt lätt att övertyga sig om att luften strömmar fortare ovanför än under bollen.
(Vi betraktar luftens hastighet relativt bollen.)
Luften som går snabbare över bollen måste accelereras. För detta krävs en tryckskillnad. Trycket
är alltså lägre rakt över bollen än långt bort från bollen. Med samma argument visar
man att trycket är högre strax under bollen. Tryckkrafterna påverkar alltså bollen uppåt! Se nedanstående figur. Ett annat sätt att se problemet är att bollens rotation "drar isär" luften på ovansidan och "trycker ihop" luften på undersidan. Vi får alltså lågt tryck på ovansidan och högt tryck på undersidan. Denna tryckskillnad ger upphov till en lyftkraft. Experiment: Be en kamrat slå en bordtennisboll hårt med mycket underskruv. Stå vid sidan och studera bollbanan. En golfboll beter sig likadant men är svårare att studera. Nyckelord: golfboll [15]; skruvad boll [10]; *idrottsfysik [42]; flygplansvinge [8]; Frågelådan innehåller 7624 frågor med svar. ** Frågelådan är stängd för nya frågor tills vidare **
|
Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar.