一个含有颗粒物滚动下斜面的圆柱体的理论与实验研究
摘要：空心圆柱体包含颗粒物，沿斜面滚动的动力学被研究。提出了一种用于研究这种圆柱体行为的理论方法。给出了使系统向下滚动的临界角度。使用六种类型的颗粒物进行的简单实验一致地确认了理论预测。我们表明，临界角度与颗粒物的大小分布无关。我们观察到，圆柱体内部颗粒物的滑动角度是恒定的，并且令人惊讶地与颗粒物的雪崩角度相似。我们的理论预测可以用来确定临界角度，而不考虑颗粒物的形状、表面粗糙度和大小分布。此外，当系统略微偏离平衡时，我们推导出了振荡频率，结果显示随着颗粒体积的增加，频率起初增加然后减小。当圆柱体为空或完全装满颗粒物时，振荡消失。此外，我们还确定了圆柱体系统的能量耗散与分数体积和分数质量之间的关系。这项研究可能有助于学生理解课堂常常教授的标准滚动运动之外的滚动运动。
作者：Edy Wibowo, Sutisna, Mamat Rokhmat, Elfi Yuliza, Khairurrijal, and Mikrajuddin Abdullah
论文ID：1401.4304
分类：Physics Education
分类简称：physics.ed-ph
提交时间：2014-01-20