摩擦向前速度转动方向-Netfirms.PDFVIP

首先，我們要明白為甚麼球會走回來。 用力把球擠出，球會如下圖般向前平移 (translation)和一 個與這平移相反的滾動   (rotation) 。 手在球的後方往下壓 轉動方向 向前速度 摩擦 這樣，球與地面發生滑動 (slide) ，球從地面得一向後的 摩擦。這個摩擦令平移減速，亦令滾動減速 。球會不會 走回來，就看平動速度 v，或轉動速度，哪一個先減至 零。 若球被擠出的平移速度不是太高，它就會先減至零。平 移速度雖然是零，但滾動的方向令當時的摩擦仍然是向 後的。摩擦使平移速度從零再減至負值(向後走)。 若把球盛滿了水，影響是 (a)  球的重量大了，球與地面的滑動摩擦 (sliding    friction )  亦增大。 a = F/m ，F 是滑動摩擦，其   值等於 kmg ，與 m 成正比。F/m 與  m 無關，   所以平移減速度 a 與先前不變。 (b)   = I 。力矩摩擦乘半徑 = mgR 。但轉 k   動慣量 (moment of inertia) I 沒有因為球盛了水 而大了很多，因為   (1) 水的黏性 (viscosity)小，當球滾動時，內裡的 水只有很少部份跟球一齊滾動。 (2)水平均分佈在球內。     基於以上兩點，當球盛滿了水， m 大了 k 倍。 滑動摩擦大了 k倍，所以力矩  也大了 k倍；   但 I 大了小於 k 倍。換句話說，角減速度  增 大了。   (c)  角減速度 比沒有水時大了，但平移減速度 a   與先前沒有分別。這樣，轉動速度很大可能比平   移速度先減至零。如是的，球就不會走回來。 吳老師 (Chiu‐king Ng)  物理勿勿理