L'effet de la résistance au vent sur une rotation Sphère

December 6

L'effet de la résistance au vent sur une rotation Sphère

Quand un objet rond, comme une bille d'acier, est jeté dans l'air, les molécules d'air passent sur les deux côtés de la sphère à la même vitesse. Dans ce cas, en outre, à la gravité de la seule force agissant sur la sphère est traînée, qui est linéaire directement à la direction de Voyage. Cependant, quand une sphère non lisse comme une balle de golf ou le baseball déplace dans l'air, la direction dans laquelle la balle tourne crée des forces supplémentaires, qui affectent la trajectoire de la sphère.

Le frottement de rotation

Sur une aile d'avion, un ascenseur est créé parce que les molécules d'air passent sur le côté haut de la surface de l'aile courbe plus rapidement qu'ils passent sur le côté lisse inférieure de l'aile. Plus rapide déplacement d'air appliquer moins de force sur l'aile. Par conséquent, l'aile se déplace vers le haut, car il tente d'équilibrer ces forces inégales. Le même principe affecte le Voyage d'une sphère en rotation quand il est jeté dans l'air. Un côté de la sphère de rotation se déplace vers la direction de Voyage de la balle, tandis que l'autre côté de cette sphère tourne vers l'arrière, loin de la direction de Voyage. Le frottement entre la sphère tournant et l'air crée des forces de déséquilibre agissant sur la bille.

Ascenseur et de la Résistance

Quand une balle de golf est frappée depuis le tee, il voyage à travers l'air avec un backspin significative. Le fond du ballon tourne dans la direction de la balle se déplace. Le sommet de la bille tourne en arrière vers le golfeur. Cette backspin est créé par l'angle du club de golf. En conséquence, la partie inférieure de la bille pousse contre les molécules d'air qu'elle rencontre alors que la partie supérieure de la balle accélère les molécules d'air lors de leur passage au-dessus du ballon. En conséquence, la balle de golf crée ascenseur parce que les molécules d'air se déplaçant plus vite exercent moins de pression sur la balle de golf que les molécules plus lent mouvement. Les golfeurs ont découvert qu'une balle de golf fossettes se propage plus loin qu'une balle lisse en raison de cet effet.

L'effet Magnus

La différence de pression de touche une sphère en rotation est appelé l'effet Magnus. L'effet Magnus tire la balle vers quelle direction tourne loin de la direction des balles de mouvement. En d'autres termes, une balle avec un topspin va couler plus rapidement parce que la balle est tirée vers le bas par l'effet Magnus. Une balle avec un backspin va voyager plus loin parce que la balle est tirée vers le haut par l'effet Magnus. Dans le base-ball, un ballon de courbe coulissant latéralement dans le sens de rotation parce que l'axe de la boule de rotation est ni perpendiculaire ni parallèle à la surface du sol.

Les variables impliquées

Un certain nombre de variables incidence sur la taille de la Force de Magnus, qui affecte la sphère mobile. L'équation suivante est basée à partir de l'ouvrage du professeur Robert K. Adair "Physique de Base-ball": F = KWVCv. Les variables sont définies comme suit: "F" est la Force Magnus. "K" est le coefficient de Magnus, qui est basée sur le caractère lisse ou texture de la surface de la sphère. "W" est la rotation de la sphère mesurée en tours par minute. "V" est la vitesse de la balle, en esurée mph. Et enfin «Cv» est le coefficient de traînée, qui est basé sur les qualités physiques de l'air à travers lequel se déplace la sphère, comme la température, la densité, l'humidité, etc.


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