Fysiken bakom en skruvad badboll [hjälp]

Nu/snart har jag video på de konstiga skruvarna på plastbollen.
210 fps höghastighetskamera så man ser tydligt fenomenet som uppstår samt bollens rotationsriktning.

Jag kommer inom en snar framtid att lägga upp videon på youtube så håll er updaterade.


Jag har även en liten hypotes om varför skruven uppkommer. Jag misstänker att det har att göra med den kritiska hastigheten (http://en.wikipedia.org/wiki/Critical_speed)

Jag fick hypotesen när jag läste denna http://home.iitk.ac.in/~tksen/TKsite...ins_Magnus.pdf sid. 8



Kan det vara något så simpelt så att det beror på bollens egenfrekvens och deformation som gör att "skruven" uppkommer?

Som rubriken lyder, vad är det som gör så att plast-/gummibollen i videon nedan skruvar sig åt fel håll?
http://www.youtube.com/watch?v=BqDtzvjcCxg

Denna frågeställning ingår i mitt projektarbete och jag skulle uppskatta om någon kunde förklara lite utförligt vad det är som får bollen att skruva sig åt fel håll.
Bollen är väldigt lätt och tillverkad av gummi/plast. Det är en klassisk strandboll (inte en badboll).

Lite kort om Magnuseffekten:
http://sv.wikipedia.org/wiki/Magnuseffekten
Detta stämmer dock inte på min boll då den verkar i motsatt riktning än vad magnuseffekten påstår att den ska göra.


Tack på förhand, Xeero

Detta har jag tänkt på tidigare men har aldrig riktigt reflekterat över det. Syns dock ganska tydligt i videon.

Har det att göra med att bollen komprimeras kanske? Som påverkar luftströmmarna?

finns en bok som heter "Skruven som vrider sig åt fel håll" där tar de upp just den frågan

Har letat en stund nu, men utan resultat

Du kan inte länka?

edit: Verkar kanske som att detta var ett trollinlägg

Magnuseffekten, som du kanske redan vet, gör att bollen rör sig på ett visst håll på grund av tryckskillnaden som uppstår genom rotationen. Dock så är det inte den enda fysiska regeln som tillämpas på en boll som flyger genom luften, förutom gravitationen(duh) så har du även ett luftmotstånd bakom bollen som drar i den, ett luftmotstånd som inte direkt är rakt och fint utan snarare består av luft som roterar och rör sig i olika vinklar, vilket skapar ett litet "kaos".

Jag är ingen expert på ämnet, men i detta fallet tror jag att rörelsen beror på att luftmotståndet som drar i bollen bakom bollen helt enkelt är större än tryckskillnaden som skapas av bollens rotation, vilket gör att bollens bana blir lite mer oförutsägbar, troligtvis beror det på att bollen inte har så stor massa eller är dåligt pumpad och därför påverkas mer av luftmotståndet som bildas bakom den än tryckskillnaden som genereras genom dess rotation.

Jag kan ju tillägga att jag har runt 20 st försök dokumenterade med video där man tydligt kan se den här formen av skruv.

Det är svårare att få vanlig skruv på bollen än att skruva den på detta sätt.

Alltså enligt ditt påstående där luften bakom bollen bildar ett "kaos" borde väll bollen wobbla fram och tillbaka istället för en skruv som följer en relativt jämn bana i sidled?

Är det verkligen åt "fel" håll, då? Om man betänker friktionen mellan bollen och luften, och sättet bollen roterar på, så uppstår det mer friktion på vänster sida (i videon) och mindre friktion - eller till och med en skjuts - på höger sida. Då är det väl klart att bollen girar åt vänster (i videon)?

Sammanfogade trådar
/mod

Det är den förklaring som jag närmast kunde komma att tänka på, att det var luftströmmarna bakom bollen som påverkar dess bana till att falla ur det naturliga. Kanske är det luftströmmarna bakom kombinerat med de tryckskillnaderna på sidorna av bollen som gör det. Det måste ju finnas en vettig förklaring, men jag sitter tyvärr inte på den.


Nej, att bollen går som i filmen går emot de fysiska lagarna, rent logiskt.

http://www.youtube.com/watch?v=55M1cq62m2c

Du kan ju inte mena allvar?

I vilket fall som helst; så här tänker jag:

Föreställ dig en boll som åker rakt åt höger framför dig, så att du ser den från sidan. Bollen roterar snabbt medurs. Detta innebär att den översta delen av bollen alltid färdas rakt åt höger (snabbare än bollens mittpunkt) och den nedersta delen av bollen färdas alltid rakt åt vänster (eller åt höger om man inkluderar bollens hastighet, fast långsammare än bollens mittpunkt). Detta innebär att den övre delen bromsar bollen (eftersom den roterar mot luftflödet vid den övre delen), medan den nedre delen skjuter på bollen (eftersom den roterar med luftflödet vid den nedre delen).

Föreställ dig en bil, rakt uppifrån som färdas rakt framåt. Om du låser bilens vänstra hjul så att de bromsar, och gasar på med bilens högra hjul, vilket håll kommer bilen gira åt då? Bilen girar åt vänster. På samma sätt skulle bollen gira uppåt, eftersom den övre sidan av bollen bromsar och den nedre delen skjuter på. Dessutom - i fallet med bollen - så roterar nosen nedåt, vilket trycker bollen uppåt.

Vad i resonemanget ovan håller inte?

Det som inte håller är att fotbollar och pingisbollar normalt sett skruvar sig tvärtemot vad du beskriver. Om man exempelvis slår en pingisboll med överskruv kommer bollen att dyka snabbare, trots att ovansidan borde "bromsa". På samma sätt så kommer en högerfotad fotbollsspelare som sparkar på höger sida av bollen normalt sätt att skruva bollen åt vänster (om han sparkar med utsidan av högerfoten blir det åt höger).

Såhär tror jag att det är: Pingisbollar och fotbollar är tillräckligt tunga jämfört med sin storlek för att kunna skapa en virvel runt sig och skruvas av magnuseffekten. TS boll är å andra sidan för lätt för att skapa en magnuseffekt utan gräver sig istället åt andra hållet. Notera att Stig-Britts förklaring fortfarande inte fungerar. I ditt exempel skulle den övre delen av bollen skapa en kraft rakt bakåt i färdriktningen medan den nedre delen av bollen skulle skapa en kraft rakt framåt i fördriktningen. Den resulterande kraften är fortfarande i samma riktning och skulle inte få bollen att svänga.

Istället får man titta på framsidan och baksidan av bollen. Eftersom bollen åker framåt kommer det bli ett högre lufttryck på framsidan än på baksidan. Detta leder till att "rotationsfriktionen" på framsidan blir större och den kraften kommer alltså bli större åt ena hållet än den kraft i motsatt riktnng som skapas av friktionen på baksidan av bollen. Detta leder till att bollen gräver sig åt ena hållet.

I verkligheten så kommer både tunga och lätta bollar att påverkas av båda dessa fenomen men för den tunga bollen så tar magnuseffekten överhanden medan det för en lättare boll är det andre fenomen jag beskrev som påverkar mest.

TL;DR: En tung boll accelererar upp luften runt omkring sig till en virvel och svänger av det undertryck som skapas av hastighetsvariationer i luften. En lätt boll blir istället inbromsad av luften runt omkring sig, och blir mer inbromsad på framsidan på grund av övertryck där.