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  • 弹弹球的科学奥秘:从童年玩具到物理研究的重要工具

    发行后,弹球非常受欢迎,小时候应该玩它。实际上,NFL的创始人拉马尔·亨特(Lamar Hunt)构想了超级碗的名字时,他借鉴了弹球超级球的受欢迎程度。

    许多人不知道的是,弹球的玩具现在是物理学家最喜欢的道具和重要的研究材料,因为弹球的弹跳方式与其他球不同。

    弹球发明后的第五年,哥伦比亚大学物理学家,最早的氢炸弹设计师理查德·加温(Richard Garwin)发现了这种独特的弹球运动模式。

    如果两架飞机之间弹跳球,则弹跳球一次撞到两架飞机后会反弹。由于这种能力,弹球通常在物理类中使用,以演示如何打破T型对称性。

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    迈克尔·沃尔默(Michael Vollmer)是德国勃兰登堡应用科学大学的物理学家,还研究了双重层中弹跳球的弹跳:当弹跳球首次击中硬盘时,它在第二次撞击后朝着方向逆转,因为摩擦力开始旋转。

    如果您有弹球,也可以尝试一下。在两个板之间打乒乓球会一直向前弹跳,但是弹跳的乒乓球会反弹。

    Jawen认为,松球可以这样做,因为它不会在任何表面上滑动和摩擦,并且具有无与伦比的弹性,并且是“超表示对象”。

    具体而言,弹跳球的弹性到处都是非常弹性的,也就是说,恢复系数几乎是完美的,而其他球没有此特性。

    例如,棒球没有弹性(恢复系数= 0.5)。网球(恢复系数= 0.7)稍好一些。当从100厘米高的高度下降时,网球只能反弹到小于58厘米的高度。足球(恢复系数= 0.8)的弹性比网球强,但在所有球中弹性最佳的是弹跳球(恢复系数= 0.9)。

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    更重要的是,松球具有其他球没有的切向恢复系数。也就是说,如果您以20度的倾斜角度将球扔到地上,它也将以20度弹跳。这是许多球做不到的。

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    高切向恢复系数意味着即使倾斜掉了机械能,也不会丢失机械能。尽管有些球在垂直扔上时仍然可以弹跳到相当大的高度,但它们将无法倾斜地扔它们。这些球形恢复系数非常低的球包括高尔夫和网球。当然,它们的切向切向恢复系数也受这些运动规则的限制。

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    悉尼大学的物理学家罗德·克罗斯(Rod Cross)多年来一直在研究弹球,他发现,由于弹球的切向恢复系数,它也可以执行这种杂技:一个带有旋转方向的松球,但是向前(即,一个下旋转的球)以几乎垂直的角度击中飞机,它将“重新旋转”和“旋转时间”。

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    其他球只有在水平投掷时才会稍微撤退,但是如果垂直扔掉,它将行不通。

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    网球的轨迹是,您可以看到网球只有一个微弱的静修。如果网球也具有与弹球相同的回归技能,则必须重写网球比赛规则。图像来源:

    从这个角度来看,我们还可以得出一个结论,即兰帕德球的入射方向不垂直于栅极框架,并且球的运动方向和旋转方向相反,从而产生与松球相同的反转效果。

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    剑桥物理学家休·亨特(Hugh Hunt)在2010年世界杯足球赛中恢复了有争议的球:当入射角和栅极框架不是垂直的时,球的旋转方向与事件期间进步方向相反,效果可能在当时发生。

    但是,为什么弹球具有如此高的恢复系数真正使物理学家陷入困境。

    松球的材料是多丁二烯。如今,许多高尔夫球使用与芯和汽车轮胎相同的材料。有人认为这是由于多丁二烯的摩擦系数较大。但是,具有相同高摩擦系数的空心橡胶球没有相似的反弹现象。

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    无论如何,“转回时间”的幽灵目标直接促进了国际足联的改革。

    在粉丝的呼吁下,FIFA开始使用目标线技术来替代人类眼睛的判断。

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    国际足联的门电线技术

    Gate Line Technology是一种使用高速相机,传感器和软件来分析和判断球的轨迹的技术。实际上,最早在1999年在国际足球联合会年会上讨论了目标线技术。

    2010年3月,在自己的活动之前,在国际足球联合会会议上启动了两项进球线技术系统。但是,试验的结果并不令人满意。

    2012年7月5日,目标线技术的标准最终在国际足球联合会会议上发布。 2012年底,在日本的FIFA俱乐部世界杯上测试了两项进球线技术,即Hawk-Eye和Goalref。

    最后,2014年世界杯使用了目标线技术。在决定法国对洪都拉斯的进球时,裁判采用了进球线技术。

    现在,为了防止类似的不公正,错误和错误的案件,目标线技术几乎是大型足球比赛的标准。所有这一切都必须感谢裁判知道物理学的球。

    弹球的状态告诉我们:那些不受欢迎的人只会滚去,那些受到青睐的人会滚去。

    带科学回家

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