Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Wanneer een bal naar beneden rolt een hellingshelling, is de versnelling?

De versnelling van een bal die een helling helling naar beneden rolt, is niet constant . Dit is waarom:

* rollend versus glijden: Wanneer een bal rolt, heeft deze zowel translationele beweging (door de helling bewegen) als rotatiebeweging (draaien). Dit betekent dat er twee soorten versnelling zijn om te overwegen:

* lineaire versnelling: Dit is de verandering in de snelheid van de bal terwijl deze door de helling beweegt.

* hoekversnelling: Dit is de verandering in de rotatiesnelheid van de bal.

* Wrijving en koppel: De versnelling van een rollende bal wordt beïnvloed door wrijving. Er is rollende wrijving tussen de bal en de helling, die een koppel creëert dat zich verzet tegen de rotatie van de bal. Dit koppel beïnvloedt op zijn beurt de lineaire versnelling.

factoren die de versnelling beïnvloeden:

* helling: Een steilere helling resulteert in meer versnelling.

* Ball's Mass and Radius: Deze factoren beïnvloeden het traagheidsmoment van de bal, dat zijn rotatiegedrag en dus de algehele versnelling ervan beïnvloedt.

* Wrijving: Hogere wrijving vermindert de versnelling.

vereenvoudigde gevallen:

* Geen wrijving: Als we aannemen dat er geen wrijving is, zou de lineaire versnelling van de bal g sin zijn (theta) , waarbij G de versnelling is als gevolg van zwaartekracht en theta de hoek van de helling is. Dit veronderstelt dat de bal rolt zonder uit te glijden.

* Constante hoeksnelheid: Als de bal rolt met een constante hoeksnelheid (geen verandering in rotatiesnelheid), dan is de lineaire versnelling g sin (theta) / (1 + (i / mr^2)) , waar ik het moment van traagheid is, M is de massa en R is de straal.

Samenvattend: De versnelling van een bal die een hellingshelling naar beneden rolt, is complex en hangt af van meerdere factoren. Het is geen eenvoudige constante waarde zoals het zou zijn voor een blok dat een wrijvingsloze helling naar beneden glijdt.