粗糙表面上运动粒子的能量耗散与俘获

我们报告了对球在粗糙斜面上运动的实验、数值和理论研究。控制参数是 $D$（球的直径）、$\theta$（粗糙表面的倾斜角）和 $E_{ki}$（初始动能）。当倾斜角大于某个临界值 $\theta>\theta_{T}$ 时，球以恒定的平均速度运动，该速度与初始条件无关。对于角度 $\theta < \theta_{T}$，球在移动一定距离后被俘获。分析了行进距离对 $E_{ki}$、$D$ 和 $\theta$ 的依赖性。由此揭示了两种耗散机制的存在。我们发现，对于高初始速度，摩擦力是恒定的。当速度低于某个阈值时，摩擦变为粘性摩擦。