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滚动摩擦中的法向力

作者:Ron Kurtus

滚动摩擦中的法向力是将车轮推到滚动表面的垂直力。它是标准滚动摩擦方程的重要组成部分。

情况包括在平面表面上滚动的车轮,在平面表面上具有轴的车轮,以及在两个物体之间起滚子作用的车轮。

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



标准滚动摩擦方程

车轮在另一个表面上滚动的标准摩擦方程为:

FrrN

地点:

车轮作用在物体上的法向力

当车轮在另一个物体的水平表面上滚动时,法向力通常是车轮的重量。

法向力是车轮的重量

法向力是车轮的重量

在倾斜或弯曲的表面上

当车轮在斜面或曲面上时,法向力随重量与垂直于曲面方向之间夹角的余弦值而变化。因此,

N = W*cos(α)

在哪里

(见斜面摩擦以获取更多信息。)

法向力随斜面的角度而变化

法向力随斜面的角度而变化

带轴的车轮的法向力

如果一个轮子的轴被其他物体(如马车或其他交通工具)固定,那么它的法向力就是车轮的重量加上马车的重量。

N = w1 + w2

在哪里

法向力是车轮和物体重量的总和

法向力是车轮和物体重量的总和

物体间滚轮的法向力

当把轮子放在两个物体之间时,它们就起到了滚轮的作用。轮子的顶部和底部都有滚动摩擦。上面的法向力是上面物体的重量,下面的法向力是上面物体和轮子的重量。

辊筒结构的法向力

辊筒结构的法向力

因此,顶部物体与滚轮之间的摩擦为Fr1r(W1),在那里W1为上物体的重量和各辊的法向力。Fr1是作用在托辊上的摩擦力。

每个滚轮对底部物体的摩擦力为Fr2r(w1 + w2),在那里W2辊子的重量和W1 + w2是作用在底部物体上的法向力。

Fr2所作用的摩擦力是多少Fr1使滚筒转动。

总结

当车轮在平面上滚动时,表面上的法向力是车轮的重量,还有一个余弦因子是表面是倾斜的。当带轴的车轮在平面上滚动时,作用在平面上的法向力等于推车的重量加上车轮的重量。在两个物体之间有滚轮的情况下,重量或顶部物体与滚轮产生法向力。


总是尽力做到最好


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

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