Оглавление
- 1 Прыгающий мяч
- 1.1 Физика прыгающего мяча
- 1.2 Движение мяча
- 1.3 Силы во время полета
- 1.4 Удар мяча
- 1.5 Влияние внешних условий
- 1.6 Вращение мяча и трение
- 1.7 Три ситуации при ударе
- 1.8 Наклон поверхности
- 1.9 Несферические шарики
- 1.10 Несколько сложенных шаров
- 1.11 Спортивные правила
- 1.12 Примеры регулирования
- 1.13 Дополнительные факты
- 1.14 Полный текст статьи:
- 2 Прыгающий мяч
Прыгающий мяч
-
Физика прыгающего мяча
- Поведение прыгающих мячей изучается в курсах физики средней школы и бакалавриата.
- Точное моделирование поведения мяча важно для спортивной инженерии.
-
Движение мяча
- Движение мяча описывается движением снаряда.
- На мяч действуют силы тяжести, сопротивления воздуха, Магнуса и плавучести.
- Упругость мячей важна для честной игры.
-
Силы во время полета
- Сила тяжести направлена вниз и равна m g.
- Сопротивление воздуха зависит от числа Рейнольдса и описывается законом Стокса или уравнением сопротивления.
- Эффект Магнуса зависит от вращения мяча и описывается теоремой Кутты-Жуковского.
- Плавучесть мяча направлена вверх и увеличивает дальность полета.
-
Удар мяча
- Удар мяча о поверхность характеризуется коэффициентом восстановления (COR).
- COR зависит от природы мяча, ударной поверхности, скорости удара и вращения.
- COR может быть разделен на нормальную и тангенциальную составляющие.
-
Влияние внешних условий
- Внешние условия, такие как температура, могут изменять свойства мяча и ударной поверхности.
- Вращение мяча при ударе влияет на его траекторию и потерю энергии.
-
Вращение мяча и трение
- Вращение мяча по часовой стрелке приводит к трению, направленному вправо.
- Трение изменяет угловую скорость мяча (ω).
-
Три ситуации при ударе
- При обратном вращении мяча трение и поступательное трение действуют в одном направлении, мяч устремляется вверх.
- При быстром вращении мяча трение о вращение доминирует, мяч движется вперед, но не превышает высоту.
- При быстром поступательном движении мяча трение о поверхность доминирует, мяч продолжает вращаться.
-
Наклон поверхности
- Наклон поверхности влияет на направление силы тяжести и трение.
- Гравитация может способствовать вращению мяча.
-
Несферические шарики
- Отскок овальных мячей менее предсказуем.
- Силы, действующие на мяч, могут изменять его направление.
-
Несколько сложенных шаров
- Теннисный мяч, положенный на баскетбольный, отскакивает выше.
- Баскетбольный мяч передает энергию теннисному, увеличивая его высоту отскока.
-
Спортивные правила
- Различные спортивные организации регулируют упругость мячей.
- Давление и высота отскока мячей зависят от вида спорта.
-
Примеры регулирования
- AFL регулирует давление футбольного мяча.
- FIBA регулирует давление баскетбольного мяча.
- FIFA регулирует давление футбольного мяча.
- FIVB регулирует давление волейбольного мяча.
- ITF регулирует высоту отскока теннисного мяча.
- ITTF регулирует игровую поверхность для настольного тенниса.
- NBA регулирует давление баскетбольного мяча.
- НФЛ регулирует давление американского футбольного мяча.
- R&A/USGA ограничивает радиус действия мяча для гольфа.
-
Дополнительные факты
- Давление в американском футболе было в центре споров о дефлатегейте.
- В бейсболе появление мяча на основе пробки изменило игру.