Forum

Even een wiskundig en/of natuurkundig vraagje wat mij de afgelopen nacht bezighield; ik weet niet of iemand anders het al eens is opgevallen, maar dat zal vast wel.

Het gaat over het volgende: als je een bal horizontaal laat spinnen en hem in die beweging op de grond laat stuiteren draait de bal in tegengestelde richting wanneer hij de grond raakt. Draaide het eerst linksom, draait het nadat het de grond raakt rechtsom, en omgekeerd.

Ik heb er afgelopen nacht over nagedacht en er enige natuurkundige wetten geprobeerd bij te halen, maar daarmee kon ik het niet verklaren. Ik weet ook niet of het uberhaupt al is verklaard, maar als het zo is en iemand weet dat, vertel het mij alstublieft want het hield mij wakker vannacht

Ja maar als je een bal verticaal draait zet hij zijn draaibeweging wel gewoon verder... Als je een bal van je wegdraait kaatst hij ook weg van je. Bovendien is het niet met alle ballen zo denk ik. Ik kon althans met een tennisbal niet het effect waar jij het over hebt reproduceren Koekerker... (jaja, alles is leuker dan methodologie studeren, don't judge me )

Het is opzich een redelijke verklaring om dat op de manier van botsing te verklaren maar dan blijft alsnog de vraag hoe het kan dat hij dan de andere kant op gaat en niet of langzamer gaat draaien in dezelfde richting of stopt met draaien vanwege die botsing. Bij een botsing draag je een bepaalde hoeveelheid energie over aan hetgeen waarmee je botst, maar bij deze botsing (als je al mag spreken van botsing) wordt de energie de ene kant op vrijwel totaal omgezet in de energie de andere kant op.

Dus de vraag blijft staan hoe het kan dat de bal de andere kant op gaat draaien (en een bijkomend vraagje, hoe het kan dat het bij de ene bal wel zo is en bij de andere niet )

Ik denk dat de verklaring heel eenvoudig is. Eerst een ander voorbeeld:
een stuiterbal draait heel hard voorwaarts, en stuitert 1-maal op de grond. de stuiterbal verliest draaisnelheid, maar maakt een sprong voorwaarts. Iedereen die het een keer gezien heeft, ziet het voor zich. De verklaring hiervoor is dat de stuiterbal zich afzet tegen de ondergrond, en daardoor rotatiesnelheid omzet in voorwaartse snelheid.
Nu de tollende bal. Op het moment dat deze de grond raakt, zal de neerwaartse snelheid hem op de grond drukken. De wrijving die hierdoor ontstaat, maakt dat de bal tijdelijk stilstaat. Echter, de rotatiesnelheid, en daarmee de rotatieenergie, is niet verdwenen. Deze wordt opgeslagen in de vorm van torsie: de bal vervormt niet alleen door de neerwaartse snelheid, maar ook door de tolsnelheid. Dit is een veerkracht, de bal zal zolang als dat die 'stilstaat' in de vorm van steeds omkerende vervorming torsie vertonen. Het is voorstelbaar dat dit niet te zien is, omdat de torsiestijfheid van de bal groot is. Er gaat heel veel energie zitten in een beetje vervorming. Nu komt er een bijkomend effect van de zwaartekracht van de aarde. Die is (theoretiseer ik) precies zo dat de torsievervorming van de bal 1 maal de tolrichting volgt, en 1 maal de tegengestelde richting. Op aarde is de zwaartekracht precies zo dat de bal na 1 torsiecyclus weer wrijvingloos loskomt van de grond. Op dat moment draait de bal precies de andere kant op.
Stel nu dat die bal in een laag zwaartekrachtveld stuitert: de wrijving die optreedt tijdens de stuiter is zo klein, dat de rotatiesnelheid wel iets afneemt, maar niet veel. Hij blijft draaien. Of in een extreem zwaartekrachtveld: de bal komt niet meer wrijvingsloos los, en stopt dus met roteren. De energie zal ie langzaam kwijtraken, dat is dan te vergelijken met een uitdovende trilling in een stemvork.

Denk ik...