多材质下落弹球碰撞动力学特性的实体–仿真对比研究
A Comparative Study of the Physical-Simulation on Dynamic Characteristics of Collision of Multi-Material Falling Balls
DOI: 10.12677/app.2026.165051, PDF,    科研立项经费支持
作者: 李文杰, 李文睿, 李如凯, 祝菲霞*:楚雄师范学院物理与电气能源工程学院,云南 楚雄
关键词: 碰撞球弹性恢复系数能量损耗MATLABTrackerCollision Ball Coefficient of Restitution Energy Loss MATLAB Tracker
摘要: 本研究聚焦下落弹球碰撞弹跳过程的力学特性。基于牛顿第二定律与机械能守恒定律,建立含空气阻尼的下落弹球动力学模型。结合4K@60fps逐帧采样,像素精度达0.05 mm的手机与Tracker软件采集数据的实体实验、MATLAB R2024a App Designer搭建的可视化仿真平台,系统分析碰撞动量与能量传递,实现下落高度、球体材质等参数的灵活调控。
Abstract: This study focuses on the mechanical characteristics of the collision and bounce process of falling balls. Based on Newton’s second law and the law of conservation of mechanical energy, a dynamic model of a falling ball considering air damping is established. Combined with physical experiments adopting frame-by-frame sampling at 4K@60fps, a mobile device with 0.05 mm pixel precision and Tracker software for data acquisition, as well as a visual simulation platform constructed via App Designer in MATLAB R2024a, the momentum and energy transfer in collision processes are systematically analyzed. Flexible regulation of parameters, including falling height and ball material, is realized.
文章引用:李文杰, 李文睿, 李如凯, 祝菲霞. 多材质下落弹球碰撞动力学特性的实体–仿真对比研究[J]. 应用物理, 2026, 16(5): 556-564. https://doi.org/10.12677/app.2026.165051

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