Critical role of friction for a single particle falling through a funnel
Notice bibliographique
Résumé
We investigate a single frictional, inelastic, spherical particle falling under gravity through a symmetric funnel. A recent study showed that, for a frictionless particle in such a system, several anomalous phenomena occur: The particle can stay longer, lose more energy, and exert more impulsive force in a funnel with steeper walls. For frictionless particles, such phenomena exist for many small ranges of funnel angles and are a consequence of the many possible repeated patterns in particle trajectories. However, in reality, friction always exists and it is a natural question whether the anomalous phenomena still exist for frictional particles in such systems. We show that, surprisingly, the inclusion of friction in the dynamics actually dramatically enhances the anomalous phenomena. For frictional particles, the anomalous phenomena exist for all funnel angles steeper than 45^{°} and are thus more robust than the frictionless case. Furthermore, instead of many possible complicated repeated patterns in particle trajectories, there is a unique repeated pattern for frictional particles. Moreover, this is the simplest possible repeated pattern. We derive an analytical expression for this unique repeated pattern and provide a theoretical explanation for the anomalous phenomena observed in frictional particle systems. We further show that the friction, no matter how small, plays a critical role in the dynamics, that is, the dynamics of the frictionless particle system is singular.
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».