SFC Home > fysik > kraft > friktion >
av Ron Kurtus (reviderad 15 januari 2016)
rullande friktion är den resistiva kraften som saktar ner rörelsen hos en rullande boll eller hjul. Det kallas också rullmotstånd.
när en kraft eller vridmoment appliceras på ett stationärt hjul finns det en liten statisk rullande friktionskraft som håller tillbaka rullningsrörelsen. Men motstånd från statisk glidfriktion är det som verkligen får hjulet att börja rulla.
när den väl rullar är motståndet mot rörelsen vanligtvis en kombination av flera friktionskrafter vid kontaktpunkten mellan hjulet och marken eller annan yta.
en enkel version av rullfriktionsekvationen liknar Standardfriktionsekvationen.
frågor du kan ha inkluderar:
- Vad är motståndet mot att börja rulla?
- vilka faktorer spelar i kinetisk rullmotstånd?
- vad är den rullande friktionsekvationen?
denna lektion kommer att svara på dessa frågor. Användbart verktyg: enhetskonvertering
motstånd mot startvalsning
när en kraft eller vridmoment appliceras på ett stationärt hjul finns det en liten statisk rullfriktion som motstår det rullande motinet. Det är dock för litet för att göra stor skillnad. Istället förhindrar statisk glidfriktion att hjulet helt enkelt glider längs ytan, vilket resulterar i att hjulet rullar framåt.
statisk glidning startar hjulet rullande
(se Starta rullande rörelse för information.)
kinetisk rullmotstånd
när ett hjul rullar, hämmar flera faktorer dess rörelse.
elastiska deformationer
eftersom även hårda material kan deformeras något när tryck appliceras. Dessa deformationer på ytorna i kontakt är viktiga faktorer för att hämma rullningsrörelsen.
liten deformation av mark och rullande hjul
ojämnheter i ytan
hjulets yta och vad det rullar på är inte helt släta. De har oegentligheter.
Närbild som visar ytjämnhet
denna ytjämnhet är en orsak till motståndet mot rullande rörelse. Det orsakar en” jiggle ” när hjulet rullar.
Molekylfriktion
Molekylfriktion orsakas av materialets molekylära attraktion eller vidhäftning. Det är som en” klibbighet ” – faktor. När Material skjuts ihop försöker molekylära krafter förhindra att de dras isär. Detta kan ses i mycket polerade metaller och vissa material som gummi.
som ett extremt exempel kan du lägga dubbelsidig tejp på fälgen på ett hjul och se motståndet mot rullning från tejpen.
rullande friktionsekvation
den allmänna ekvationen för rullande friktion är:
Fr = aubbirn
var:
- Fr är den resistiva kraften för rullfriktion
- aubbir är koefficienten för rullfriktion för de två ytorna (grekiska bokstaven ”mu” sub r)
- N är den normala kraften som skjuter hjulet till ytan
denna ekvation är en enkel version av motståndet mot rullande rörelse. Mer komplexa versioner inkluderar effekterna av hjuldiameter och hastighet.
Normal kraft
om objektet rullar på en plan yta är den normala kraften N hjulets vikt och alla fordon som trycker på hjulaxeln.
koefficient för rullande friktion
exempel på koefficienten för rullande friktion inkluderar:
- tåghjul på stålspår: 0.001
- vanligt bildäck på torr trottoar: 0.015
- lastbilsdäck på torr trottoar: 0.006-0.01
sammanfattning
rullande friktion (eller rullmotstånd) är den resistiva kraften som saktar ner rörelsen hos en rullande boll eller hjul.
när en kraft eller vridmoment appliceras på ett stationärt hjul håller statisk rullfriktion tillbaka rörelsen. När hjulet väl rullar är motståndet mot rörelsen vanligtvis en kombination av flera friktionskrafter vid kontaktpunkten mellan hjulet och marken eller annan yta.
en enkel version av rullfriktionsekvationen liknar Standardfriktionsekvationen.
rulla med stansarna
resurser och referenser
Ron Kurtus’ referenser
webbplatser
Friktionsresurser – omfattande lista
rullande friktion och rullmotstånd – inkluderar koefficienter – Engineering Toolbox
rullande friktion – enkel förklaring – Davidson College
rullmotstånd – Wikipedia
böcker
topprankade böcker om Friktionsvetenskap
topprankade böcker om Friktionsexperiment
frågor och kommentarer
har du några frågor, kommentarer, eller åsikter om detta ämne? Om så är fallet, skicka ett mail med din feedback. Jag kommer att försöka komma tillbaka till dig så snart som möjligt.
dela den här sidan
klicka på en knapp för att bokmärka eller dela den här sidan via Twitter, Facebook, e-post eller andra tjänster: