作者mantour (朱子)
看板Physics
标题Re: [问题] 保龄球的滚动
时间Fri Aug 1 12:57:11 2008
第一个问题是,如果开始时球不是作纯滚动,也就是接触点与地面有相对速度的话,
就会有摩擦力,摩擦力的方向要看一开始时是 滑>转(打滑) 还是 转>滑(空转)
而这个摩擦力会使得球逐渐变成纯滚动
第二个问题是,球在纯滚动中,为什麽速度还是会变慢?
答案:google 滚动摩擦
http://www.pep.com.cn/gzwl/gzwljszx/gzwkb/wljxck/200709/t20070904_409268.htm
重点在於你的模型假设错误:
会得到矛盾的结果是因为你假设滚动时球和地面都不会形变
所以球和地面的接触是一个点
才会导出纯滚动时摩擦力只可能为0(因为不论假设向前会向後都会矛盾)的结果
因此刚体球在平面上作纯滚动是不会减速的
但保龄球会越来越慢的关键在於球和地面都不是真正的刚体
一旦接触点不是一个点,而是一个面的话
力矩的来源就不只有摩擦力,法线方向的力
(包含一般互相推挤的正向力和接触面之间的吸引力)
也会产生力矩
这样去算力矩平衡,就可以算出物体会受一个向後的摩擦力了
※ 引述《NewFreedom (振作)》之铭言:
: 看到一个保龄球 在粗糙地面上 向右滚 除摩擦力之外没有外力
: 然後看到它慢慢的停止 由质心速度分析 代表受一个向左的摩擦力
: ^^^^
: 但是同时也看到 保龄球绕质心转的角速度 顺时针的方向变慢了
: 这样分析似乎又得到摩擦力应该向右 产生逆时针的角加速度
: ^^^^
: 结果不同 ??
: 一直觉得学转动时 对於转轴的选取有点疑惑
: 如果这题 选取某瞬间保龄球的底部来当转轴分析 摩擦力过转轴 应该没有力矩
: 可是保龄球还是越转越慢了 怪怪的
: 不知我哪里想错了
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※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
◆ From: 61.57.64.107
※ 编辑: mantour 来自: 61.57.64.107 (08/01 13:01)
1F:推 NewFreedom:WOW 非常感谢 ~ 08/01 20:12
2F:推 NewFreedom:但我有个地方不太懂 以O点算出力矩平衡 Fr=N& 08/01 21:12
3F:→ NewFreedom:就是图三 N'和G 都过O点的情形 对O来说球是等角速度 08/01 21:14
4F:→ NewFreedom:没有越滚越慢 但以O'来看 由於重力G的影响 使"整个球" 08/01 21:15
5F:→ NewFreedom:绕O'的角速度变慢了也可以说成球的平移速度变慢罗?? 08/01 21:16
6F:推 NewFreedom:我的意思是看图3对O点合力使球减速 但和力矩还是零.. 08/01 21:50
7F:推 sputtering:push! 08/02 07:35
8F:推 NewFreedom:是否N'不应该如图所示 过球心 如此就可以解释了 08/02 14:24
9F:推 NewFreedom: ^不一定过球心 .. 08/02 14:27