扑克牌飞行的动力学分析DYNAMIC ANALYSIS OF A FLYING PLAYING CARD
柯春旭,刘萍,周明烁,方爱平,田蓬勃,喻有理,王小力
摘要(Abstract)：
本文研究了第33届国际青年物理学家锦标赛(IYPT)的第17题:扑克牌的飞行稳定性问题。通过对扑克牌进行定量化抛掷实验,并对飞行过程中的扑克牌进行运动与受力分析的方法,研究影响扑克牌飞行距离和轨迹的参数。首先通过对抛掷扑克牌的过程进行分析,设计了定量化的扑克牌抛掷仪器;随后在实验中,对扑克牌的出射俯仰角、角速度、高度对其轨迹及距离的影响进行了分别验证;接着基于实验中观察到的现象以及数值仿真,对扑克牌相对于自身质心的刚体运动,以及质心相对于地面的空间运动进行了分别分析,最后得出了其运动的微分方程。
关键词(KeyWords)： 陀螺效应;扑克牌;轨迹追踪;落点评估
基金项目(Foundation): 教育部高等学校教学研究项目(DJZW201911xb)
作者(Author): 柯春旭,刘萍,周明烁,方爱平,田蓬勃,喻有理,王小力
参考文献(References)：
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- (1)定义扑克牌的质心平动速度为其速度,绕质心旋转的角速度为其角速度。 (2)定义与击锤运动方向平行的标尺为y标尺,与击锤运动方向垂直的标尺为x标尺。