旋转和弹跳球的科学

本周德里克和剑桥大学的休·亨特教授以及来自诺维奇学校的学生助手詹姆斯和马丁在一起。他们会发现弹跳球的科学原理。

要做这个实验，你需要:

超级弹力球一点点油或凡士林厨房柜台碰到垂直的瓷砖墙

如何做实验:

1 -拿起这个有弹性的球，轻轻地把它滚过工作台面，滚向墙壁。看看它能反弹多远。

2 -在瓷砖上涂一点油或凡士林球碰到墙的地方。

3 -再次将球滚过工作表面看看它能反弹多远。

这是怎么呢

这个实验的重点不仅在于观察球反弹的距离，还在于思考旋转方向是如何变化的。如果你认为球在向墙移动时是顺时针滚动的，那么在回来的路上它一定是逆时针滚动的。这种自旋方向的改变需要能量，但是能量从哪里来呢?

当把球滚到干燥的墙上时，你可能已经注意到它在回来的路上开始反弹。正是这种反弹帮助球改变了它的旋转方向，而墙提供了踢力。

仔细观察，你会发现当球接近墙壁时，它试图继续沿着它的方向向上滚动(即:顺时针)。然而，重力意味着它不能长时间这样做，所以它必须再次下降。这使得球开始反弹并向另一个方向滚动(要查看此效果的图形模拟，请访问休·亨特的网站）.

那么当墙上有油时会发生什么呢?与墙壁干燥的时候相比，球不能再抓住并向上滚动。这可以防止球反弹，并且不能再使用墙壁来改变其旋转方向。

结果是，球开始以错误的方式旋转(即:仍然在顺时针方向)。它能开始逆时针旋转的唯一方法是依靠球和厨房柜台之间的摩擦。然而，当它这样做的时候，球已经失去了所有的能量，完全停止了。

这就是为什么当壁上有油时，球不会滚回那么远。油减少了摩擦力，阻止了球被踢到墙上，使球即使向后运动也能继续向前滚动。

那么我们在其他地方也能看到这种效应吗?在斯诺克比赛中，当球滚向垫子时，你可能会看到球以这种方式弹跳。事实上，你根本看不到这一点，因为垫子是特别设计的，这样球反弹回来时就不会跳起来。坐垫是有角度的，这样球和坐垫之间的接触点就不是恰好在球的一半(就像它撞到垂直的墙一样)，而是在球的表面更高的地方。