Är det möjligt att sparka en fotboll så hårt att den kan slå tillbaka en person?


Bästa svaret

Inte i någon egentlig praktisk mening. En matchningskula väger cirka 1 pund (knappt 0,5 kg / ~ 5 N). Detta är ungefär 0,5 – 1\% av en fotbollsspelares vikt / massa.

Man kan gå igenom massa-, energi- och momentumekvationerna (och ett annat svar gör detta) och snabbt inse att det skulle en enorm hastighet på bollen för att ha någon märkbar inverkan på människans ”genomsnittliga styva kroppsrörelse”.

För att få tillräckligt med fart för att ”slå tillbaka en person” skulle även några centimeter behöva bollen att resa långt över 100 miles / timme (~ 160 km / hr). Inte bara är det fysiskt omöjligt för även den mest kraftfulla kickern i världen att sparka den här energin, utan uppriktigt sagt, även om man kunde sparka så snabbt är det mer troligt att bollen skulle gå sönder ELLER mottagarens hand / fötter skulle skadas än att de skulle håll bollen och absorbera den energin helt.

Varje ”bakåtrörelse” som verkar vara ett resultat av en boll som sparkas på spelaren är nästan säkert ett resultat istället för att spelaren själv flyttar riktning för att ta emot bollen (snarare än ett svar på bollen).

Svar

Möjligen men jag tvivlar på det.

Att slå tillbaka någon betyder att en del av bollens momentum skulle överföras till personen på mycket kort tid.

Momentum är mass gånger hastighet (mv). Jag har ingen aning om hur mycket en fotboll är, men den måste vara under 1 kg. Faktum är att en snabb internetsökning ger en tabell på en webbplats som ger flera uppskattningar från olika källor nästan alla under 500 gram.

Jag vet inte vilken fart som behövs för att slå tillbaka någon, men vi kan försök och gästlägga:

Om någon accelereras med hälften av tyngdaccelerationen skulle detta vara cirka 5m / s ^ 2.

Eftersom den kraft som appliceras av bollen är lika med förändringen i momentum (förutsatt att tiden det tar är tillräckligt kort) och kraft är mass gånger acceleration:

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

så,

a = dv / dt (vilket är sant per definition)

För dt väljer du en lämplig kort tid under vilken personen slås tillbaka och tar a = 5m / s ^ 2, Du kan hitta den dv som personen upplever.

Med ett dt på 0,1 sekund blir dv 50m / s.

För en person med massa m betyder detta en momentumförändring på 50m. kulan har massa M och hastighetsförändring dV detta ger:

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

eller lägger till beräkningen för dv :

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

Observera att om bollen studsar tillbaka från personen ökar detta till momentumförändringen; hastighet och momentum är vektorer så ändring i riktning skulle innebära förändring i tecken på storleken. Om bollen studsar tillbaka med samma hastighet kommer den att överföra det dubbla momentumet.

Mer generellt, om hastigheten på bollen efter studsande back är x gånger den förut, överförs (1 + x) MdV och

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

Ansluter vissa nummer (antingen uppskattningar eller kända värden) för a, dt, m och M ger dig den hastighet som krävs.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras. Obligatoriska fält är märkta *