◇ 江苏 甘 泉

几种情况下弹性球与平板碰撞分析

◇ 江苏 甘 泉

空心球与平板弹性运动力学的问题,一直受到国内外科学家和工程师们的重视,并基于此发表过许多相关的论著,时至今日,由于普遍受到各种客观因素的影响和限制,再加上考虑到惯性项问题,在研究的过程中,无论是对于空心球与平板之间的弹性动力还是对于球与球之间的碰撞关系,其计算难度无形之中都在增大.因此,有关这些新型材料的力学性能及其产生的相关动力学问题也在进一步研究之中,同时也给人们提出了许多极具挑战趣味的研究课题.本文就基于径向应变情形的空心球与平板弹性运行力学情景,利用碰撞知识来深度解决这一物理问题.

将一个具备高弹性的超级球扔进2块平板之间,扔掷的时候尽可能保证该超级球能够弹跳起来;在反复实验过程中,超级球运动轨迹变化多端,甚至有的时候会弹回来砸到实验人员.本文基于这个实验装置,进一步分析在此次实验过程中可能会对超级球的弹跳和运动轨迹产生影响的相关参数,探讨在径向应变情形下,球与平板之间所发生的弹性碰撞及其关系,包括理想情况下的弹性碰撞和非弹性碰撞.

1 超级球问题的延伸

关于超级球弹跳运动的问题,在这里以小球反跳实验来推导出它的表达公式,即弹跳高度公式.在问题探究之前,先介绍一下其中一个重要物理概念“恢复系数”(coefficientofrestitution).

如图1所示……