Hvilke kræfter handler på en rullende bold?

eksterne kræfter:

* tyngdekraft (FG): Handler altid nedad og trækker bolden mod midten af ​​jorden.

* normal kraft (fn): Handlinger vinkelret på overfladen, som bolden ruller på, modvirker tyngdekraften og forhindrer kuglen i at synke ned i overfladen.

* friktion (ff): Handlinger er parallelle med overfladen og modsætter sig kuglenes bevægelse. Der er to typer friktion at overveje:

* rullende friktion: Dette er friktionen, der opstår fra deformationen af ​​bolden og overfladen, når kuglen ruller. Det er generelt mindre end glidende friktion.

* luftmodstand (træk): Denne styrke er imod boldens bevægelse gennem luften. Det øges med boldens hastighed og overfladearealet udsat for luften.

interne kræfter:

* inerti: Dette er ikke teknisk en styrke, men det er en egenskab med stof, der modstår ændringer i bevægelse. Det er grunden til, at en rullende bold fortsætter med at rulle, indtil en styrke stopper den.

Vigtige noter:

* Ingen glidning: En perfekt rullende kugle oplever ingen glidende friktion. Pointen med kontakt med overfladen er øjeblikkeligt stationært.

* rullende kraft: Selvom vi typisk ikke tænker på en rullende bold som at have en enkelt "rullende kraft", bidrager kuglens momentum og roterende inerti til dens kontinuerlige bevægelse.

Eksempel:

Forestil dig en bold, der ruller ned ad en bakke.

* tyngdekraft: Trækker bolden ned ad bakken og får den til at accelerere.

* Normal kraft: Handler vinkelret på bakken og forhindrer bolden i at synke ned i jorden.

* Friktion: Modsætter sig boldens bevægelse og bremser den lidt ned.

* Luftbestandighed: Modsætter sig også bevægelsen og bliver mere markant ved højere hastigheder.

Samspillet mellem disse kræfter bestemmer kuglens hastighed, retning og eventuelt stoppunkt.