Трение качения
Сопротивление движению тела по поверхности появляется не только при скольжении, но и при качении, например, колеса (рис. 7.7). Конечно, сила трения не может препятствовать качению колеса (момент сил относительно точки касания не равен нулю даже при совсем малой силе ). Сила трения, образуя с силой пару, будет вращать тело, заставит его катиться по поверхности.
Сопротивление качению можно объяснить тем, что поверхность и колесо — это не абсолютно твердые тела. Они деформируются и поэтому реакция поверхности окажется распределенной силой, равнодействующая которой окажется приложенной не под центром колеса, а смещенной вперед на расстояние (рис. 7.8). Силы и будут теперь образовывать пару, которая и препятствует качению тела. Момент этой пары называется моментом трения качения. Он оказывается пропорциональным нормальной реакции. Коэффициент пропорциональности называется коэффициентом трения качения. Размерность его — размерность длины (см). Считается, что он зависит только от радиуса колеса и от материалов, из которых сделаны колесо и поверхность.
Следует еще раз специально заметить, что сопротивление качению характеризуется не силой, а парой — моментом этой пары (моментом трения качения) (см. рис. 7.8).
Если колесо катится без скольжения, то сила трения
А так как при равновесии (см. рис. 7.8)
то
Поэтому условием качения без скольжения является неравенство
или
где — радиус колеса.
Эта теория взята со страницы помощи с решением заданий по теоретической механики, там найдёте другие лекции и примеры решения задач или сможете заказать онлайн помощь:
Помощь по теоретической механике
Кстати возможно вам будут полезны эти страницы:
Распределённые силы |
Трение скольжения |
Способы задания движения точки |
Скорость точки |