האם הגודל משפיע על אופן הכדור שלו?

תוכן עניינים:

Anonim

בין אם בשטח ובין אם באוויר, מגוון כוחות תורמים לתנועת הכדור. התמקדות בכדורים כדוריים - כמו אלה המשמשים בגולף, בייסבול וכדורסל - גודלם ומסתם עוזרים לקבוע כיצד הם נוסעים. בנוסף להשפעה על מהירות ומסלול, גודל וכדורי הכדורים תורמים גם לאופן בו כוחות חיצוניים משפיעים עליהם. כאשר שני כדורים באותו קוטר עשויים מחומרים בעלי צפיפות ומסה שונים, הכדור בעל צפיפות המסה הגדולה יותר ינוע רחוק יותר אם מוקרן באותה כמות כוח, או באותה מהירות ראשונית.

חברים משחקים עם כדור על החוף. קרדיט: תמונות בינוניות / פוטודיסק / פוטודיסק / תמונות Getty

צפיפות מסה

הפיזיקה מתייחסת לכדורים כמו אלה המשמשים בספורט תחרותי כ"גופים נוקשים ". על גופים קשיחים בתנועה חלים עקרונות תחום הפיזיקה המכונה "דינמי". בין הגורמים המסייעים לקבוע כיצד תנועה של גוף נוקשה, המסה שלו לכל אורך היחידה או צפיפות המסה ממלאת תפקיד חיוני הן בשטח והן באוויר. חפץ בעל צפיפות מסה גבוהה מתקשה יותר לזוז וגם קשה יותר לעצור ברגע שהוא מתחיל לנוע.

חפצים בטיסה

ההבדל בין כדורי הרך לצילומים המשמשים בצילומי קליעה מספקים דוגמא נהדרת להשפעות של צפיפות המונים. למרות ששניהם בקוטר שווה בערך, תמצא שהמסה של זריקת המתכת הכבדה גבוהה בהרבה מזו של הסופטבול. ככאלה, הצבת כדור מצריכה כמות גדולה יותר של כוח, או כוח ראשוני, מאשר זריקת כדור כדורסל. אולם בגלל צפיפות ההמונים הגבוהה של הכדור, כוחות כמו חיכוך אוויר ומשיכת הכובד כלפי מטה משפיעים על מעופו פחות מכדור של סופטבול. במילים אחרות, הזריקה תנוע רחוק יותר מהכדור, מכיוון שהמסה שלו הופכת אותו פחות פגיע לחיכוך אוויר וכוח המשיכה.

חפצים בשטח

בעוד שחוק האינרציה פועל באופן דומה גם באוויר וגם בשטח, הכוחות המסייעים לקבוע כיצד כדור מתגלגל נבדל מעט בין השניים. בשטח מפלס, כוח הכבידה וחיכוך האוויר אינם מביאים חשיבות משמעותית לאופן בו אובייקט מתגלגל. במקום כוחות הכובד וחיכוך האוויר, חיכוך פני השטח ממלא תפקיד מרכזי בקביעת אופן מתגלגל הכדורים. בדומה לכדורים במעוף, חיכוך פני השטח מעכב את תנועת הכדורים עם צפיפות המונית הנמוכה, כמו כדורי כדורגל, יותר מאשר אלה עם צפיפות המונית גבוהה, כמו כדורי באולינג. במילים אחרות, בהינתן גודל שווה מבחינת הקוטר, הכדור בעל המסה הגדולה יותר יתגלגל רחוק יותר.

כוח ותנועה ראשוניים

בשל ההשפעות השונות של כוחות חיצוניים, כדורים בעלי צפיפות מסה גבוהה היו נוסעים רחוק יותר ומהיר יותר מאלו עם צפיפות מסת נמוכה אם היית יכול לשגר את שניהם בכמות אינסופית של כוח. אמנם אינך יכול לעשות זאת, זריקה או גלגול של כדורים בצפיפות המסה שונות באותה מהירות ראשונית משיגה את אותה השפעה. להכות בכדור גולף עם יותר כוח מכדור פינג פונג מספק איור. כשאתה משגר את שניהם באותה מהירות ראשונית, כדור הגולף נשלח לעליה, בעוד שחיכוך האוויר מסיים את מעופו של כדור הפינג פונג זמן קצר לאחר שהוא עוזב את הטי.

אתה יכול לראות השפעות דומות בשטח. אמנם זה ידרוש כמות גדולה יותר של כוח לגלגל את שניהם באותה מהירות ראשונית, אולם צפיפות ההמונים הגבוהה של כדור באולינג תעניק לו תנופה סיבובית גדולה יותר מכדורסל מגולגל. פני השטח היו מאטים את הכדורסל במהרה, ובסופו של דבר יפסיקו אותו בעוד הצפיפות המונית והכוח הסיבוב הגבוה של כדור הבאולינג ימשיכו לשאת אותו למרחק רב יותר.

האם הגודל משפיע על אופן הכדור שלו?