축구 공을 너무 세게 차서 사람을 밀쳐 낼 수 있나요?


정답

실제적으로는 아닙니다. 규정 매치 볼의 무게는 약 1 파운드 (0.5kg / ~ 5N 이하)입니다. 이것은 축구 선수의 체중 / 질량의 약 0.5-1 \%입니다.

사람은 질량, 에너지, 운동량 방정식을 살펴볼 수 있으며 (또 다른 답변은이를 수행합니다.) 인간의 “평균 강체 움직임”에 눈에 띄는 영향을 미칠 수있는 엄청난 속도의 공입니다.

“사람을 뒤로 밀쳐내는”충분한 추진력을 갖기 위해서는 몇 인치라도 공이 필요합니다. 100 마일 /시 (~ 160km /시)를 초과하여 여행해야합니다. 세계에서 가장 강력한 키커조차도이 에너지를 차는 것은 물리적으로 불가능할뿐만 아니라, 솔직히 그렇게 빨리 차는 경우 공이 부러 지거나 리시버의 손 / 발이 손상 될 가능성이 더 높습니다. 공을 잡고 그 에너지를 완전히 흡수합니다.

플레이어에게 공을 차는 결과로 보이는 모든 “후진 동작”은 플레이어 자신이 공을 받기 위해 방향을 바꾸는 대신 거의 확실한 결과입니다. (공에 대한 반응 이라기보다는)

답변

아마도 의심 스럽습니다.

누군가를 뒤로 밀치는 것은 공의 추진력의 일부를 의미합니다. 매우 짧은 시간에 사람에게 전달됩니다.

운동량은 질량 곱하기 속도 (mv)입니다. 축구 공의 질량이 얼마인지 모르겠지만 1kg 미만이어야합니다. 사실, 빠른 인터넷 검색은 거의 모두 500 그램 미만의 다양한 출처에서 몇 가지 추정치를 제공하는 사이트의 테이블을 생성합니다.

누군가를 밀어 내기 위해 어떤 추진력이 필요한지 모르겠지만 우리는 할 수 있습니다. 시도하고 손님을 모으십시오 :

누군가 중력 가속도의 절반만큼 가속되면 약 5m / s ^ 2가됩니다.

공이 가하는 힘이 변화와 같기 때문입니다. 운동량 (소요 시간이 충분히 짧다고 가정)과 힘은 질량 곱하기 가속입니다.

ma = d (mv) / dt = m dv / dt

그래서

p>

a = dv / dt (정의에 따라 사실임)

dt의 경우 사람이 밀쳐지는 동안 적절한 짧은 시간을 선택하고 a = 5m / s ^ 2, 사람이 경험하는 dv를 찾을 수 있습니다.

dt가 0.1 초이면 dv는 50m / s가됩니다.

질량 m 사람의 경우 이것은 50m의 운동량 변화를 의미합니다. 공의 질량 M과 속도 변화 dV는 다음과 같습니다.

mdv = MdV => dV = (m / M) dv

또는 dv에 대한 계산 추가 :

dV = (m / M) (a / dt)

공이 사람에게서 다시 튀어 오르면 운동량 변화에 추가됩니다. 속도와 운동량은 벡터이므로 방향의 변화는 크기의 부호의 변화를 의미합니다. 공이 같은 속도로 튀어 오르면 운동량이 두 배가됩니다.

보다 일반적으로 튀어 나온 후 공의 속도가 이전의 x 배이면 (1 + x) MdV가 전송됩니다. 그리고

dV = (m / (1 + x) M) (a / dt)

a, dt, m 및에 대한 일부 숫자 (추정치 또는 알려진 값) 삽입 M은 필요한 속도를 제공합니다.

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