Cuando hago girar una pelota de ping pong sobre la mesa, rueda hacia adelante en la dirección opuesta al giro y, finalmente, cambia de dirección y rueda hacia atrás.
Aquí hay un video que demuestra el efecto .
¿Por qué sucede eso?
Una forma de explicarlo que tiene sentido para mí es que el giro hacia atrás de la pelota es una fuerza que empuja la pelota hacia ti. La fuerza aplicada una vez de su dedo que crea el giro hacia atrás también empuja la pelota hacia adelante, pero el giro hacia atrás se mantiene casi constante. En el momento en que giras la pelota, la fuerza hacia adelante es mayor que la del giro hacia atrás, por lo que la pelota se aleja. Después del tiempo cero, el retroceso es la única fuerza que actúa horizontalmente (todavía no estás tocando la pelota, por lo que no se aplica fuerza) y, por lo tanto, la pelota se ralentiza y luego regresa debido a una aceleración negativa.
Si tuviera que graficar este movimiento como Posición (lejos de usted) versus Tiempo, obtendría un gráfico similar al movimiento de una pelota lanzada hacia arriba y retraída por la gravedad.
La pelota se mueve hacia adelante cuando la fuerza que aplicaste es lo suficientemente fuerte como para superar la fricción de la mesa, pero gira hacia ti una vez que la fuerza se degrada y la superficie de la pelota se engancha en la superficie de la mesa.
El problema es exactamente análogo a un problema muy famoso que está presente en cualquier buen libro de Rotación,
Lo que sucede aquí es que la pelota tiene una velocidad de su centro de masa, Vcm, y una velocidad angular.
Ahora, cuando ponemos la pelota en una superficie de fricción ON, la fuerza de fricción proporciona un par y una aceleración al centro de masa, esto sucede hasta el momento en que Vcm y omega se relacionan como Vcm = omega *R (R es el radio de la esfera)
Ahora bien, cuando esto sucede la esfera comienza a rodar puro y la fricción deja de actuar,
Inicialmente, diga que Vcm es mayor que la velocidad angular, luego la fricción actúa en dirección opuesta a Vcm y desacelera el cuerpo disminuyendo Vcm pero al mismo tiempo proporciona un par de torsión al cuerpo que aumenta su velocidad angular, esto continúa hasta los 2 de ellos son iguales, (Vcm y R*velocidad angular)
por lo tanto, la pelota inicialmente se desliza hacia adelante, pero después de un tiempo comienza a rodar hacia atrás.
Fin de la historia, LOL
Porque el giro de la bola no está, en tal caso, perfectamente alineado con la mesa. Si la pelota estuviera girando de modo que el eje de rotación fuera exactamente perpendicular a la mesa, entonces la pelota no se movería a ninguna parte.
Imagine el neumático de un automóvil, por ejemplo. El eje de rotación del neumático es paralelo al suelo, por lo que la superficie exterior del neumático empuja contra el suelo.
Lo mismo con la pelota: si el eje de rotación no es perfectamente perpendicular a la superficie, entonces la pelota empujará sobre la mesa como lo hace la rueda.
Sin embargo, el eje de rotación de la bola no es paralelo a la mesa, por lo que solo empuja un poquito.
Gira la pelota con un eje exageradamente paralelo y tenderá a rodar más que a girar.
EDITAR: En el caso del video, el eje de rotación es paralelo a la mesa. La pelota tenderá a ir en la dirección opuesta a la que empuja la superficie inferior de la pelota, al igual que las llantas de un automóvil.
DW
bendecido por la tormenta