Hvorfor Ping Pong baller Bounce?

Physics of en sprettende ball

Ping pong baller er små kuler med en fantastisk sprett evne. Disse små hvite kulene er hul på innsiden, liten i størrelse, og laget av en lite brukt plastmateriale kalt celluloid. På grunn av sine unike egenskaper, disse ballene sprette bedre enn mange gummikuler, men er en brøkdel av størrelsen og vekten, noe som gjør dem ideelle for innendørs spill.

Siden overflaten av en ping pong ball er stiv og spenstig, mister det mindre energi enn en mykere ball ville når retur på et hardt underlag. Jo mer energi ballen sparer, jo høyere den påfølgende sprett være. Når du sprette en ping pong ball på hardt underlag slik som et bordtennisbord eller et flislagt gulv, vil du legge merke til hvor høyt det flyr, særlig ettersom mer kraft. Men hvis du prøver å sprette denne ballen på en mykere overflate, for eksempel en madrass eller et teppebelagt gulv, duken vil absorbere energien som ballen bevart, forårsaker den til å sprette mindre eller ikke i det hele tatt.

Fra en fysikk perspektiv, vil den sprette kapasiteten til en ball, avhenger både av størrelsen og materialet i selve ball samt overflaten det slippes på. Takket være deres lille areal, ping pong-baller også oppleve mindre luftmotstand når de er i luften. Til slutt, ping pong-baller er hul på innsiden, noe som gjør dem ekstremt lette, noe som igjen bidrar i å bevare energi som de spretter.

Materiale av en Ping Pong Ball

Ping pong ballene er laget av celluloid, en lett og fleksibel plast. En amerikansk oppfinner, John Wesley Hyatt, oppdaget dette materialet på slutten av 1860-årene etter at han eksperimenterte med en blanding av cellulosenitrat og kamfer. Selv om det er en tøff, billig produkt, er celluloid også ekstremt brannfarlig på grunn av ustabile egenskaper. Opprinnelig Hyatt ønsket å bruke celluloid å erstatte kostbar elfenben i biljardkuler, men han oppdaget denne flammende fare når billiard baller laget med celluloid eksploderte ved å kollidere. Celluloid ble senere brukt i en rekke produkter, inkludert kammer, krager, foto film, og leker, men det ble langsomt erstattet av nyere syntetiske polymerer. I dag er celluloid hovedsakelig brukt i framstillingen av ping pong baller, og fordi det er mye lettere enn andre materialer, og har stor strekkfasthet (forårsaker overflaten for å forbli stiv ved støt), den gjør det mulig for kulene å sveve ved anslag.

Resultatet

Ping pong baller ut til å være bouncier enn de fleste baller på grunn av relativ størrelse, det materialet som de er laget av, overflatene som de er vanligvis falt på, og fordi de er hul på innsiden. Selv tyngre gummikuler vanligvis spretter bedre enn lette baller, gjør celluloid ping pong-baller utføre ganske bra, fordi det er stivt og spenstig på samme tid. Men disse ballene ikke sprette godt på alle flater. For eksempel, hvis du sprette både en bowling ball og en ping pong ball på en trampoline, vil bowling ballen sprette betydelig høyere. Det er grunn til Newtons andre lov, som sier at akselerasjonen av en gjenstand som er direkte proporsjonal med den nettokraft som virker på gjenstanden og omvendt proporsjonal med massen av objektet. En bowling ball vil akselerere raskere fordi den har en større masse enn ping pong ball, noe som gjør en forskjell når droppet på en spenstig, mykere overflate, siden mer energi kan returneres til ballen.

Advarsel

Selv om celluloid er svært fleksibelt, er det også utsatt for sprekkdannelse eller knusing hvis for mye kraft påføres. Hvis du treffer en ping pong ball med en tung gjenstand, eller hvis du treffer den for hardt, er ballen sannsynlig til å sprekke eller bulk, forhindres i å sprette også. Ping pong baller er også brannfarlig, og bør ikke plasseres hvor som helst i nærheten av en åpen flamme. Direkte varme vil gjøre dem sizzle, sprekke eller eksplodere.