Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Wanneer een knikker over de vloer wordt gerold, welke kracht of krachten zorgen er dan voor dat deze langzamer gaat rijden en stopt?

Wanneer een knikker over een vloer wordt gerold, werken er verschillende krachten op, waardoor de knikker langzamer gaat lopen en uiteindelijk stopt. Deze krachten omvatten:

1. Rollende wrijving :Terwijl het marmer over de vloer rolt, ondervindt het weerstand van het oppervlak als gevolg van wrijving. Deze rollende wrijving werkt in de tegenovergestelde richting van de beweging van de knikker, waardoor deze kinetische energie verliest en vertraagt.

2. Luchtweerstand :Terwijl het marmer door de lucht beweegt, ondervindt het weerstand als gevolg van luchtwrijving of luchtweerstand. Deze weerstand neemt toe naarmate de snelheid van de knikker toeneemt. Luchtweerstand werkt tegengesteld aan de beweging van de knikker en draagt ​​bij aan de vertraging ervan.

3. Zwaartekracht :De zwaartekracht trekt de knikker naar beneden, waardoor deze een deel van zijn kinetische energie verliest en geleidelijk dichter bij de grond komt. Hoewel de zwaartekracht er niet direct voor zorgt dat de knikker stopt, draagt ​​deze wel bij aan de afname van de snelheid in de loop van de tijd.

4. Oneffen oppervlakken :Echte vloeren zijn niet perfect glad en er kunnen kleine variaties optreden in het niveau van het oppervlak of de textuur. Deze onregelmatigheden kunnen ervoor zorgen dat de knikker stuitert of enigszins van richting verandert, waardoor een deel van zijn energie verdwijnt en de snelheid afneemt.

5. Oppervlakte-interacties :Afhankelijk van het materiaal en de textuur van het vloeroppervlak kunnen er extra interacties optreden tussen het marmer en het oppervlak. Als de vloer bijvoorbeeld bedekt is met tapijt, kan het marmer meer wrijving ondervinden door de vezels van het tapijt, waardoor het sneller vertraagt.

6. Interne energieverliezen :Binnen het marmer zelf zijn er interne energieverliezen als gevolg van moleculaire interacties en trillingen. Deze interne wrijving, bekend als materiaaldemping, draagt ​​bij aan de geleidelijke dissipatie van de kinetische energie van het marmer, wat leidt tot vertraging ervan.

Het gecombineerde effect van deze krachten zorgt er uiteindelijk voor dat de knikker al zijn kinetische energie verliest, wat resulteert in zijn vertraging en uiteindelijke stop.