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von Ron Kurtus (überarbeitet am 15. Januar 2016)
Rollreibung ist die Widerstandskraft, die die Bewegung einer rollenden Kugel oder eines rollenden Rades verlangsamt. Es wird auch Rollwiderstand genannt.
Wenn eine Kraft oder ein Drehmoment auf ein stehendes Rad ausgeübt wird, gibt es eine kleine statische Rollreibungskraft, die die Rollbewegung zurückhält. Der Widerstand durch statische Gleitreibung bewirkt jedoch, dass das Rad wirklich ins Rollen kommt.
Sobald es rollt, ist der Widerstand gegen die Bewegung typischerweise eine Kombination mehrerer Reibungskräfte an der Kontaktstelle zwischen dem Rad und dem Boden oder einer anderen Oberfläche.
Eine einfache Version der Rollreibungsgleichung ähnelt der Standardreibungsgleichung.
Fragen, die Sie haben können, sind:
- Was ist der Widerstand gegen das Anrollen?
- Welche Faktoren spielen beim kinetischen Rollwiderstand eine Rolle?
- Was ist die Rollreibungsgleichung?
Diese Lektion wird diese Fragen beantworten. Nützliches werkzeug: Einheiten Umwandlung
Widerstand zu ausgangs roll
Wenn eine kraft oder drehmoment ist angewendet, um eine stationäre rad, es ist eine kleine statische roll reibung, dass widersteht die roll motin. Es ist jedoch zu klein, um einen großen Unterschied zu machen. Stattdessen verhindert die statische Gleitreibung, dass das Rad einfach entlang der Oberfläche gleitet, was dazu führt, dass das Rad nach vorne rollt.
Statische schiebe beginnt rad roll
( Siehe Starten der Rollbewegung für Informationen.)
Kinetischer Rollwiderstand
Sobald ein Rad rollt, hemmen mehrere Faktoren seine Bewegung.
Elastische Verformungen
Da sich auch harte Materialien bei Druckbeaufschlagung leicht verformen können. Diese Verformungen an den berührenden Oberflächen sind Hauptfaktoren für die Hemmung der Rollbewegung.
Leichte Verformung von Boden und rollendem Rad
Oberflächenunregelmäßigkeiten
Die Oberfläche des Rades und das, worauf es rollt, sind nicht perfekt glatt. Sie haben Unregelmäßigkeiten.
Nahaufnahme mit Oberflächenrauheit
Diese Oberflächenrauheit ist ein Grund für den Widerstand gegen Rollbewegungen. Es verursacht ein „Wackeln“, wenn das Rad rollt.
Molekulare Reibung
Molekulare Reibung wird durch die molekulare Anziehung oder Adhäsion der Materialien verursacht. Es ist wie ein „Klebrigkeit“ Faktor. Wenn Materialien zusammengeschoben werden, versuchen molekulare Kräfte zu verhindern, dass sie auseinandergezogen werden. Dies zeigt sich in hochglanzpolierten Metallen und bestimmten Materialien wie Gummi.
Als extremes Beispiel könnten Sie doppelseitiges Klebeband auf die Felge eines Rades legen und den Rollwiderstand des Klebebandes sehen.
Rollreibungsgleichung
Die allgemeine Gleichung für die Rollreibung lautet:
Fr = µrN
wobei:
- Fr ist die Widerstandskraft der Rollreibung
- µr ist der Rollreibungskoeffizient für die beiden Oberflächen (griechischer Buchstabe „mu“ sub r)
- N ist die Normalkraft, die das Rad an die Oberfläche drückt
Diese Gleichung ist eine einfache Version des Widerstands gegen Rollbewegungen. Komplexere Versionen umfassen die Auswirkungen von Raddurchmesser und Geschwindigkeit.
Normalkraft
Wenn das Objekt auf einer ebenen Fläche rollt, ist die Normalkraft N das Gewicht des Rades und jedes Fahrzeugs, das auf die Radachse drückt.
Rollreibungskoeffizient
Beispiele für den Rollreibungskoeffizienten sind:
- Zug rad auf stahl track: 0,001
- Gewöhnlichen auto reifen auf trockenen pflaster: 0,015
- Lkw reifen auf trockenen pflaster: 0.006-0.01
Zusammenfassung
Rollreibung (oder Rollwiderstand) ist die Widerstandskraft, die die Bewegung einer rollenden Kugel oder eines rollenden Rades verlangsamt.
Wenn eine Kraft oder ein Drehmoment auf ein stehendes Rad ausgeübt wird, hält die statische Rollreibung die Bewegung zurück. Sobald das Rad rollt, ist der Widerstand gegen die Bewegung typischerweise eine Kombination mehrerer Reibungskräfte an der Kontaktstelle zwischen dem Rad und dem Boden oder einer anderen Oberfläche.
Eine einfache Version der Rollreibungsgleichung ähnelt der Standardreibungsgleichung.
Rolle mit den Stempeln
Ressourcen und Referenzen
Ron Kurtus ‚Referenzen
Websites
Reibungsressourcen – Umfangreiche Liste
Rollreibung und Rollwiderstand – enthält Koeffizienten – Engineering Toolbox
Rollreibung – einfache Erklärung – Davidson College
Rollwiderstand-Wikipedia
Bücher
Top-rated bücher auf Reibung Wissenschaft
Top-rated bücher auf Reibung Experimente
Fragen und kommentare
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