180,9 тыс подписчиков
Профессиональным игрокам в американский футбол не нужно решать в уме дифференциальные уравнения, чтобы сделать идеальный спиральный пас. Но физики не против математически описать полет овального мяча — это полезно для понимания аэродинамики сложных объектов.
Спиральный пас — это бросок мяча, при котором рука квотербека слегка подкручивает мяч вокруг своей оси.
Ученые включали в свой формализм различные воздействия на мяч при таком ударе: силу тяжести, ветер и сопротивление воздуха, силу Магнуса, опрокидывающий момент и даже эффекты от вращения Земли. Не все из них оказались существенными. Так, сила Кориолиса, оказалась довольно слабой: для мяча, пролетевшего 60 метров, ее влияние приводило к смещению всего на 11 сантиметров. Эффект Магнуса также оказался несущественным. Хотя он сильно влияет за траекторию крученого мяча в традиционном футболе, овальный мяч в спиральном пасе не сильно отклоняется под его действием. Причина такой разницы в том, что ось вращения примерно сонаправлена скорости, из-за чего разности давлений по разные стороны мяча практически не возникает.
Куда большую роль в полете такого мяча играет подъемная сила, действие которой обусловлено углом между горизонтом и его осью. Стабильность полета, в свою очередь, улучшается гироскопическим эффектом. Именно это отличает хороший пас от плохого: в последнем случае прецессия мяча вокруг оси скорости происходит с малыми частотами, а сам снаряд летит дальше.
1 минута
19 августа 2022
3956 читали