Ποιες δυνάμεις ενεργούν σε μια κυλιόμενη μπάλα;
Εξωτερικές δυνάμεις:
* βαρύτητα (FG): Πάντα ενεργεί προς τα κάτω, τραβώντας την μπάλα προς το κέντρο της γης.
* Κανονική δύναμη (FN): Πράξεις κάθετη στην επιφάνεια που η μπάλα κυλάει, αντισταθμίζοντας τη δύναμη της βαρύτητας και εμποδίζοντας την μπάλα να βυθιστεί στην επιφάνεια.
* τριβή (FF): Λειτουργεί παράλληλα με την επιφάνεια, αντίθετα στην κίνηση της μπάλας. Υπάρχουν δύο τύποι τριβής για να εξετάσετε:
* Τριβή τριβής: Αυτή είναι η τριβή που προκύπτει από την παραμόρφωση της μπάλας και της επιφάνειας καθώς η μπάλα κυλά. Είναι γενικά μικρότερο από την ολίσθηση της τριβής.
* Αντίσταση αέρα (drag): Αυτή η δύναμη αντιτίθεται στην κίνηση της μπάλας στον αέρα. Αυξάνεται με την ταχύτητα της μπάλας και την επιφάνεια που εκτίθεται στον αέρα.
Εσωτερικές δυνάμεις:
* αδράνεια: Αυτό δεν είναι τεχνικά μια δύναμη, αλλά είναι μια ιδιοκτησία της ύλης που αντιστέκεται σε αλλαγές σε κίνηση. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο μια κυλιόμενη μπάλα συνεχίζει να κυλεί μέχρι να το σταματήσει μια δύναμη.
Σημαντικές σημειώσεις:
* Χωρίς ολίσθηση: Μια τέλεια κυλινδρική μπάλα δεν βιώνει καμία συρόμενη τριβή. Το σημείο επαφής με την επιφάνεια είναι στιγμιαία ακίνητο.
* Δύναμη του κυλίνδρου: Ενώ δεν θεωρούμε συνήθως μια κυλιόμενη μπάλα ως ένα μόνο "δύναμη κυλίνδρου", η ορμή της μπάλας και η περιστροφική αδράνεια συμβάλλουν στη συνεχή του κίνηση.
Παράδειγμα:
Φανταστείτε μια μπάλα που κυλούσε κάτω από ένα λόφο.
* βαρύτητα: Τραβάει την μπάλα κάτω από το λόφο, προκαλώντας την επιτάχυνση.
* Κανονική δύναμη: Πράξεις κάθετη στο λόφο, εμποδίζοντας την μπάλα να βυθιστεί στο έδαφος.
* τριβή: Αντιτίθεται στην κίνηση της μπάλας, επιβραδύνοντάς την ελαφρώς.
* Αντίσταση αέρα: Αντιτίθεται επίσης στην κίνηση, γίνεται πιο σημαντική σε υψηλότερες ταχύτητες.
Η αλληλεπίδραση αυτών των δυνάμεων καθορίζει την ταχύτητα, την κατεύθυνση και το τελικό σημείο της μπάλας
