Attrito volvente o resistenza al rotolamento

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di Ron Kurtus (revised 15 January 2016)

L’attrito volvente è la forza resistiva che rallenta il movimento di una palla o di una ruota rotolante. È anche chiamato resistenza al rotolamento.

Quando una forza o una coppia è applicata ad una ruota fissa, c’è una piccola forza statica di attrito volvente che trattiene il moto di rotolamento. Tuttavia, la resistenza da attrito radente statico è ciò che realmente provoca la ruota per iniziare a rotolare.

Una volta che sta rotolando, la resistenza al movimento è tipicamente una combinazione di diverse forze di attrito nel punto di contatto tra la ruota e il terreno o altra superficie.

Una versione semplice dell’equazione di attrito volvente è simile all’equazione di attrito standard.

Le domande che potresti avere includono:

  • Qual è la resistenza all’avvio del rotolamento?
  • Quali fattori giocano nella resistenza al rotolamento cinetica?
  • Qual è l’equazione dell’attrito volvente?

Questa lezione risponderà a queste domande. Strumento utile: Conversione unità

Resistenza al rotolamento iniziale

Quando una forza o una coppia viene applicata a una ruota fissa, c’è un piccolo attrito volvente statico che resiste al rotolamento motin. Tuttavia, è troppo piccolo per fare molta differenza. Invece, l’attrito radente statico impedisce alla ruota di scivolare semplicemente lungo la superficie, con conseguente rotazione della ruota in avanti.

Lo scorrimento statico avvia il rotolamento della ruota

Lo scorrimento statico avvia il rotolamento della ruota

(Vedere Avvio del movimento rotatorio per informazioni.)

Resistenza cinetica di rotolamento

Una volta che una ruota sta rotolando, parecchi fattori inibiscono il suo moto.

Deformazioni elastiche

Poiché anche i materiali duri possono deformarsi leggermente quando viene applicata pressione. Tali deformazioni sulle superfici a contatto sono fattori importanti nell’inibizione del movimento di rotolamento.

Leggera deformazione della ruota di terra e rotolamento

Leggera deformazione della ruota di terra e rotolamento

Irregolarità superficiali

La superficie della ruota e ciò che sta rotolando non sono perfettamente lisce. Hanno delle irregolarità.

Close-up che mostra rugosità superficiale

Close-up che mostra rugosità superficiale

Questa rugosità superficiale è un motivo per la resistenza al movimento di rotolamento. Provoca un “jiggle” quando la ruota sta rotolando.

Attrito molecolare

L’attrito molecolare è causato dall’attrazione molecolare o dall’adesione dei materiali. È come un fattore di “viscosità”. Quando i materiali vengono spinti insieme, le forze molecolari cercano di impedire loro di essere separati. Questo può essere visto in metalli altamente lucidati e alcuni materiali come la gomma.

Come esempio estremo, si potrebbe mettere nastro biadesivo sul bordo di una ruota e vedere la resistenza al rotolamento dal nastro adesivo.

Equazione di attrito volvente

L’equazione generale per l’attrito volvente è:

Fr = µrN

dove:

  • Fr è resistivo forza di attrito
  • µr è il coefficiente di attrito per le due superfici (lettera greca “mu” sub r)
  • N è la forza normale spingendo la ruota di superficie

Questa equazione è una semplice versione della resistenza al rotolamento. Le versioni più complesse includono gli effetti del diametro della ruota e della velocità.

Forza normale

Se l’oggetto sta rotolando su una superficie piana, la forza normale N è il peso della ruota e di qualsiasi veicolo che spinge sull’asse della ruota.

Coefficiente di attrito

Esempi del coefficiente di attrito includono:

  • Treno ruote su pista d’acciaio: 0.001
  • Ordinaria pneumatici auto sul pavimento asciutto: 0.015
  • Camion pneumatico sul pavimento asciutto: 0.006-0.01

Sommario

Rotolamento (o resistenza al rotolamento) è la forza resistiva che rallenta il moto di una palla che rotola o ruota.

Quando una forza o una coppia viene applicata a una ruota fissa, l’attrito volvente statico trattiene il movimento. Una volta che la ruota sta rotolando, la resistenza al movimento è tipicamente una combinazione di diverse forze di attrito nel punto di contatto tra la ruota e il terreno o altra superficie.

Una versione semplice dell’equazione di attrito volvente è simile all’equazione di attrito standard.

Rotolare con i pugni

riferimenti e Risorse

Ron Kurtus le Credenziali

Siti

Attrito Risorse – Ampio elenco

attrito e la resistenza al rotolamento – comprende i coefficienti di – Engineering Toolbox

Rotolamento – spiegazione semplice – Davidson College

Resistenza al Rotolamento – Wikipedia

Libri

Top-rated libri di Attrito Scienza

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Domande e i commenti

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