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滚动摩擦或滚动阻力

作者:Ron Kurtus

滚动摩擦是使滚动的球或轮子的运动减速的阻力。也被称为滚动阻力

当一个力或扭矩施加到一个静止的车轮上时,有一个小的静态滚动摩擦力阻止滚动运动。然而,来自静态滑动摩擦的阻力才是真正导致车轮开始滚动的原因。

一旦开始滚动,对运动的阻力通常是车轮与地面或其他表面接触点上的几个摩擦力的组合。

滚动摩擦方程的一个简单版本类似于标准摩擦方程。

你可能会问的问题包括:

本节课将回答这些问题。有用的工具:单位转换



起动阻力

当力或扭矩施加到静止的车轮上时,有一个小的静态滚动摩擦来抵抗滚动运动。然而,它太小了,不会有太大的区别。相反,静态滑动摩擦阻止车轮简单地沿着表面滑动,导致车轮向前滚动。

静态滑动启动车轮滚动

静态滑动启动车轮滚动

看到开始滚动动作获取信息。

运动滚动阻力

一旦车轮开始滚动,有几个因素会抑制它的运动。

弹性变形

因为即使是硬材料在施加压力时也会轻微变形。接触表面的变形是抑制滚动运动的主要因素。

地面及滚轮轻微变形

地面及滚轮轻微变形

表面不规则

轮子的表面和它所滚动的东西并不是完全光滑的。他们有不规范的地方。

特写显示表面粗糙度

特写显示表面粗糙度

这种表面粗糙度是滚动运动阻力的一个原因。当车轮滚动时,它会引起“抖动”。

分子摩擦

分子摩擦是由于分子对材料的吸引或粘附而引起的。这就像一个“粘性”因素。当物质被推到一起时,分子力试图阻止它们被拉开。这可以在高度抛光的金属和某些材料(如橡胶)中看到。

举个极端的例子,你可以把双面胶带贴在车轮的边缘,看看胶带对滚动的阻力。

滚动摩擦方程

滚动摩擦的一般方程为:

FrrN

地点:

这个方程是滚动运动阻力的一个简单版本。更复杂的版本包括车轮直径和速度的影响。

法向力

如果物体在水平面上滚动,则法向力N是车轮和任何推动轮轴的车辆的重量。

滚动摩擦系数

滚动摩擦系数的例子包括:

总结

滚动摩擦(或滚动阻力)是减缓滚动球或车轮运动的阻力。

当力或扭矩施加在静止的车轮上时,静态滚动摩擦会阻止运动。一旦车轮开始滚动,对运动的阻力通常是车轮与地面或其他表面接触点上的几个摩擦力的组合。

滚动摩擦方程的一个简单版本类似于标准摩擦方程。


迎难而上


资源及参考资料

罗恩·库图斯的证书

网站

摩擦资源-广泛的清单

滚动摩擦和滚动阻力-包括系数-工程工具箱

滚动摩擦-简单解释-戴维森学院

滚动阻力——维基百科

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