外力:
* 重力(FG): 常に下向きに動作し、ボールを地球の中心に向かって引っ張ります。
* 通常の力(FN): 表面に垂直な作動ボールが転がり、重力に対抗し、ボールが表面に沈むのを防ぎます。
* 摩擦(FF): ボールの動きに反対する表面に平行に作用します。考慮すべき摩擦には2つのタイプがあります。
* ローリング摩擦: これは、ボールが転がるときにボールと表面の変形から生じる摩擦です。一般に、摩擦の滑り方よりも小さいです。
* 空気抵抗(ドラッグ): この力は、空中を通してボールの動きに反対します。ボールの速度と表面積が空気にさらされると増加します。
内部力:
* 慣性: これは技術的には力ではありませんが、動きの変化に抵抗する物質の特性です。 それが、力が止まるまでローリングボールが転がり続ける理由です。
重要なメモ:
* スライドなし: 完全になだらかなボールには、滑り摩擦がありません。表面との接触点は、一時的に静止しています。
* ローリングの力: 通常、ローリングボールを単一の「ローリングの力」を持っているとは考えていませんが、ボールの勢いと回転慣性は連続的な動きに寄与します。
例:
丘を転がすボールを想像してみてください。
* 重力: ボールを丘に引っ張り、加速します。
* 通常の力: 丘に垂直に作用し、ボールが地面に沈むのを防ぎます。
* 摩擦: ボールの動きに反対し、少し遅くなります。
* 空気抵抗: また、動きに反対し、高速でより重要になります。
これらの力の相互作用により、ボールの速度、方向、最終的な停止点が決まります。