Rotation opposée de la balle causée par la friction

Arshia Moghimi

Rotation opposée de la balle causée par la friction


Supposons que vous poussiez une balle comme sur l’image (le long de la ligne rouge) avec votre main avec une certaine force. entrez la description de l'image ici

Le ballon avancera tout en tournant de cette manière: entrez la description de l'image ici

Et après un certain mouvement, la balle cessera de se traduire (toujours en rotation) et elle se déplacera à nouveau vers vous. Comment fonctionne la friction ici? Comment cette motion est-elle possible?

Qmécanicien ♦


Floris

Diagramme intéressant (en rapport avec le billard ou les photos de piscine, où cet effet est visible tout le temps): billiards.colostate.edu/threads/images/PJ_draw_drag.jpg

Réponses


 Phoenix87

Selon l’image, la balle a acquis un spin qui peut être décrit par une vitesse angulaire

ω

sortant de l’écran. Le point de contact se déplace alors avec vitesse

u = ω × r + v c m

. Tant que ce n’est pas zéro (c’est-à-dire que la balle ne roule pas), vous pouvez modéliser le frottement comme cette force qui agit sur le centre de masse de la balle pendant qu’elle ne roule pas, dans le sens opposé à

u

et le module qui dépend de la masse (et probablement de la géométrie de la balle), donc quelque chose de la forme

F F = μ m g u u ,

F F = μ m g u u ,

μ

encode la géométrie et les matériaux mécaniques impliqués. Par conséquent, l’essence de cette force est due aux interactions électromagnétiques (comme d’habitude pour les types de frictions les plus courants). Observez également que d’après la troisième loi de Newton, l’avion exerce un couple sur la balle, de sorte que la rotation ralentit au cours du processus.

Dans le cas de l’image ci-dessus, les deux

ω × r

et

v c m

sont initialement dirigés vers la droite. Ensuite, la rotation ralentit la balle, ainsi que sa rotation, donc trois choses peuvent se produire en principe, selon la force du frottement (c’est-à-dire la valeur de

μ

):

  • le ballon ralentit mais commence à rouler vers la droite;
  • la balle s’arrête complètement sans rotation résiduelle;
  • la balle s’arrête, reprend son mouvement et commence à rouler vers la gauche.
kristjan

Considérons un point sur le terrain. Comme la force est directement vers (ou loin de) ce point, le couple correspondant

 

#de, #la, balle, causée, friction, opposée?, par, rotation

 

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