¿Puede una pelota que vuela por el aire, si gira muy rápido, curvarse tanto que gira completamente?

Teóricamente sí. La razón por la que no se ve que las bolas se curven hacia atrás es simplemente porque el arrastre las ralentiza y también reduce la velocidad angular. Esa es una restricción práctica que podría ser imposible de superar. Si puede hacer una pelota que tenga algún mecanismo que garantice que siga girando con el mismo omega y se mueva hacia adelante con la misma velocidad, y también evite que caiga de regreso a la tierra, no hay razón por la cual no se enrolle de nuevo hacia tú.

Si quiere ver esto por sí mismo, tome una pelota de ping pong y una pala con goma de muy buena calidad (para impartir el máximo giro). Ahora golpéalo muy fuerte y dale una increíble cantidad de giro hacia atrás. Verás que la pelota casi se pone vertical. Desafortunadamente, a medida que se vuelve vertical, la gravedad y el arrastre actúan en la misma dirección y lo ralentizan muy rápido. Pero, en principio, es lo mismo que un boomerang que es básicamente un par de alas. De hecho, si aprende la teoría de la aerodinámica, verá que un ala está modelada sobre un cilindro giratorio. Entonces, todos estos fenómenos se aplicarán también a la esfera giratoria. Solo que podría no ser prácticamente posible.

¡EDITAR! Echa un vistazo al rollo de papel que se curva hacia atrás a una velocidad bastante baja desde el principio. Sin la gravedad, de hecho habría vuelto a subir.

Imagine que está lanzando una pelota y girando una pelota al mismo tiempo. Si toma el momento lineal de su trayectoria y lo cruza con el vector desde cualquier polo arbitrario, obtendrá un momento angular. Es decir, un observador parado en la primera base observando a alguien lanzar la pelota desde el montículo con una dirección inicial hacia el hogar observará un cierto impulso angular L1. El giro también otorga cierto impulso angular sobre algún eje a través de la bola, L2.

El momento angular se conserva en un sistema, es decir, L1 + L2 = constante. Si cualquiera de los dos se reduce, el otro debe aumentar o deben estar perdiendo impulso en el aire como resultado del arrastre.

Imagine que en un período de tiempo muy corto, L2 se desangra un poco en el aire y, como resultado, se curva ligeramente hacia la derecha. Imagine también que L2 es muy grande, de modo que la cantidad de momento angular que sangra es comparativamente pequeña. Es fácil expandir esto repitiendo el paso de tiempo para ver que en algún momento, dado que L2 no está disminuyendo lo suficiente, estas curvas leves se sumarán una a la otra hasta que la bola se curve en un camino aproximadamente circular hasta que apunte en la dirección opuesta. . Si las únicas fuerzas aplicadas fueran el giro inicial sobre la bola, entonces no podría suceder esto, pero dado que las moléculas de aire aplican fuerzas de arrastre, puede hacer que la bola gire fácilmente en un sentido teórico. El ímpetu todavía se conserva porque estamos empujando el aire para hacerlo; en el vacío, un retroceso inicial no cambia su trayectoria de una lineal.

En cuanto a si esto podría suceder en la gravedad terrestre en un medio de la densidad del aire, eso no podría responder por usted. Quizás alguien con una mejor comprensión de la mecánica de fluidos que yo pueda dar algunas estimaciones de OoM sobre eso.