Forces externes:
* Gravity (FG): Agit toujours vers le bas, tirant le ballon vers le centre de la terre.
* Force normale (FN): Agit perpendiculaire à la surface sur laquelle le ballon roule, contrecarrant la force de gravité et empêchant la balle de couler dans la surface.
* frottement (ff): Agit parallèle à la surface, s'opposant au mouvement de la balle. Il existe deux types de friction à considérer:
* Friction roulante: C'est la friction qui découle de la déformation de la balle et de la surface au fur et à mesure que la balle roule. Il est généralement plus petit que la friction coulissante.
* Résistance à l'air (traînée): Cette force s'oppose au mouvement du ballon dans les airs. Il augmente avec la vitesse de la balle et la surface exposée à l'air.
Forces internes:
* inertie: Ce n'est pas techniquement une force, mais c'est une propriété de matière qui résiste aux changements de mouvement. C'est pourquoi une balle roulante continue de rouler jusqu'à ce qu'une force l'arrête.
Remarques importantes:
* pas de glissement: Une balle parfaitement roulante ne connaît aucune friction coulissante. Le point de contact avec la surface est momentanément stationnaire.
* force de roulement: Bien que nous ne pensons généralement pas à une balle roulante comme ayant une seule "force de roulement", l'élan et l'inertie de rotation de la balle contribuent à son mouvement continu.
Exemple:
Imaginez une balle qui roule sur une colline.
* Gravité: Tire le ballon en bas de la colline, ce qui le fait accélérer.
* Force normale: Agit perpendiculairement à la colline, empêchant la balle de couler dans le sol.
* Friction: S'oppose au mouvement du ballon, le ralentissant légèrement.
* Résistance à l'air: S'oppose également au mouvement, devenant plus significatif à des vitesses plus élevées.
L'interaction de ces forces détermine la vitesse, la direction et le point d'arrêt éventuel de la balle.
