Hva har en ubåt, en rakett og en fotball til felles?


NBC Lærers "The Science of NFL Football" episode om geometriske former undersøker forskjellene mellom kuler, ellipser og prolate sfærer, og deres innflytelse på spillet. Den unike formen til fotballen bidrar for eksempel til den dynamiske naturen til ballen selv, som kan kastes lange avstander i en stram spiral eller sprette uforutsigbart på spillområdet. Base

NBC Lærers "The Science of NFL Football" episode om geometriske former undersøker forskjellene mellom kuler, ellipser og prolate sfærer, og deres innflytelse på spillet. Den unike formen til fotballen bidrar for eksempel til den dynamiske naturen til ballen selv, som kan kastes lange avstander i en stram spiral eller sprette uforutsigbart på spillområdet.
Baseballs, basketballer og mange andre sportsballer stole på en sfærisk, jevn design som gjør dem enkle å skyte, kaste og treffe. En fotball skylder imidlertid sin todimensjonale opprinnelse til ellipsen i stedet for sirkelen, og gir pigskin sin prolate sfæroid form, som har en polar akse som er større enn dens ekvatoriale diameter. Takket være sin langstrakte natur, vil en fotball spiral når den kastes ordentlig. Spinnen skaper en gyroskopisk effekt, som stabiliserer flyets ball gjennom luften.
Denne formen gjør fotballen vanskeligere å kaste enn en sfærisk ball. Men som en prolate-sfæroid opplever en fotball mindre dra når den skjærer gjennom luften, noe som forklarer hvorfor du kan kaste en fotball lengre enn en sfærisk ball, for eksempel en basketball eller fotball som er omtrent like stor og vekt. Når en fotball kastes med litt vri, i motsetning til en tett spiral, vil den ikke reise så langt, fordi den gir mer overflateareal i retning av fly, noe som resulterer i en større grad av luftfriksjon, også kalt dra.
Forbedring av ballens originale design har ikke vist seg å være lett. Den beste fotballformen ville vurdere både redusert drag og bane stabilisering, ifølge Tony Schmitz, en lektor ved University of Florida Department of Mechanical and Aerospace Engineering. "For øyeblikket har vi pebbled overflaten og spiralbevegelsen som reduserer dra, " sier han. Ethvert design som "øker disse effektene kan gi bedre" fly "ytelse, men lykke til å gjøre en betydelig endring." Leketøyet Hasbro gjorde noen interessante endringer i sin Nerf-serie. Nerf Vortex-fotballen har for eksempel en hale som forbedrer avstanden den reiser når den kastes. Hvordan en slik ball ville reise når sparket er helt annet problem, selvfølgelig.
Fly, ubåter og raketter deler de grunnleggende designprinsippene som fotballer fordi deres former er langstrakte for å redusere dra. Disse kjøretøyene er selvdrevne, og må kunne endre retningen midtveis, slik at de ikke kan bruke den spinnende gyroskopiske effekten som gjør en perfekt kastet spiral en slik skjønnhet.
Så langt som identifiserte flygende objekter går, kan imidlertid proliferere sfæroider ikke stemme overens med avstanden til en klasse med geometrisk form: En flygende plate (Frisbee) eller ring (Aerobie) har ikke bare tynne profiler som reduserer slit og rotasjon som øker stabiliteten, men de også skape løft, slik at de kan bære ganske langt. På et fotballbane kan en godt kastet Aerobie enkelt gå fra ende-son til ende-sonen.

Nobelforsker slutter i skandalvåpenGjelder den foreslåtte loven om beskyttelse mot husholdningsbrensel en forbruk på forbrukerne?Alvorlige endringer mulig for nasjonale sikkerhetspolitikker om klimaendringerPlanlegg ferien din på den grønneste måtenHuman Sewage Identifisert som Coral KillerVann ned fiskeminbassengetHvor er min elefant?  High-Tech Collars Spore Wildlife i sanntidHvorfor VR vil ikke erstatte filmer