Каково направление статического трения?

Примечание . Мой вопрос дублирует следующий

  1. Направление трения при повороте автомобиля

  2. Почему трение заставляет автомобиль поворачиваться?

Я рассмотрел много связанных вопросов, особенно первый . Насколько я понимаю, статическое трение всегда противоположно силе, приложенной к объекту, как показано на рисунке
:
транспортного средства вращаются, сила трения покоя не противоположна приложенной силе. Например, рассмотрим автомобиль, ускоряющийся вперед. Чистая сила, действующая на автомобиль, направлена ​​​​вперед, которая создается задними шинами, и если в конечном итоге нажимается тормоз, появляется статическое трение (при условии, что шины не скользят). Это трение должно быть и естьнаправление, противоположное направлению силы, приложенной задними шинами. Когда передние колеса поворачиваются, направление статического трения изменяется (радиально внутрь), что означает, что направление статического трения не противоположно направлению приложенной силы, как показано на рисунке:
изображение 2

Вопрос: Всегда ли сила трения покоя противоположна приложенной силе? Если нет, то что определяет его направление?

Определенно не противоположно направлению силы, это зависит от тенденции направления движения точки контакта, если вы толкаете шину сверху, то нижняя точка стремится двигаться назад, а затем трение также идет вперед и в том же направлении, что и что приложенной силы.
А чистая сила? В моем примере приложены только 2 силы: одна сила веса тела, которая в данном случае удобно не учитывает направление, а другая сила приложена к верхней части колеса, шина стремится повернуться, а нижняя точка стремится двигаться в противоположном направлении. направление приложенной силы, поэтому трение применяется в направлении силы, чтобы сопротивляться движению нижней точки.
Прочитайте свой вопрос еще раз, вы спросили, всегда ли трение противоположно приложенной силе? Я просто объяснил, что это не так, почему все это буксует?
Разве это не тот же вопрос, что и на physics.stackexchange.com/q/87976 ?
@rijulgupta, можете ли вы привести какую-либо ссылку, откуда вы взяли этот пример . Если трение направлено в одном направлении, то работа, совершаемая трением, будет положительной, и это будет похоже на создание энергии от трения, что невозможно с точки зрения термодинамики. > К моему комментарию о заносе: если в нижней части шины есть результирующая сила, то нижняя часть будет ускоряться, поэтому качение будет преобразовано в занос (при условии, что шина изначально находилась в состоянии покоя).
Почему ты путаешь себя? В моем примере нет заноса. Я просто показывал способ, при котором трение и приложенная сила были бы в одном направлении, очевидно, если бы было занос, трение было бы в противоположном направлении, а также во время качения, поскольку точка контакта не перемещается в направлении. трение, проделанная работа не положительна.
Также, если вы хотите обсудить что-то в другом месте, вы должны начать чат на самом сайте, я не думаю, что многие люди захотят просто так подружиться с людьми на Facebook. Я один из таких людей, так что нет, спасибо!
@rijulgupta Давайте перейдем к делу. Ваш пример технически неверен. Не могли бы вы упомянуть 1) начальную угловую и поступательную скорость шины. 2) величина силы, приложенной сверху. 3)коэффициент трения покоя о поверхность. На данный момент пренебрежем трением качения. Докажите, что в вашем примере трение покоя будет иметь то же направление, что и приложенная сила. Я покажу вам, что если шина не скользит, статическое трение в вашем примере будет равно 0 . ИЛИ упомяните любую ссылку о вашем примере.
Предположим, что шина находится в состоянии покоя, приложите силу в верхней точке, скажем, F, теперь вы можете видеть из центра масс системы координат, Fcom = F, видя верхнюю точку, силы уравновешиваются, и в ком системе координат она имеет 0 F, видя нижнюю точку, у нас есть сила F в противоположном направлении, так что она выходит за 0 вне системы координат, поскольку F направлена ​​назад, трение направлено вперед!
@rijulgupta Ф н е т на шине Ф а п п л я е д + ф Ф р я с т я о н Если трение направлено в том же направлении, что и движение центра масс, то оно совершит положительную работу. Выполненная работа = Fnet × расстояние, пройденное COM. Суммарная сила=F+f. поэтому выполненная работа = (F + f) * расстояние = F d + f d . Поскольку F, d, f равны + ve . Работа, выполняемая трением, будет + ve, что противоречит термодинамике.
Она не всегда противоположна приложенной силе, см., например, статью 6.3 в книге «Концепции физики».

Ответы (2)

Статическое трение всегда противостоит относительному движению в точке контакта .

Возможны два случая:

1) Он ориентируется по направлению и величине таким образом, что относительное ускорение точки контакта равно нулю.

2) Если это невозможно (например, трение слишком мало, чтобы предотвратить движение), он пытается минимизировать относительное ускорение.

введите описание изображения здесь

Красный: направление движения верхней части колеса относительно дороги.

Оранжевый: направление движения нижней части колеса относительно дороги.

Зеленый: направление силы трения, действующей на колесо.

Если колеса все еще катятся: трение на границе земля/колесо просто препятствует качению колеса, замедляя его. В системе отсчета шасси это трение имеет компоненты x и y для любого ненулевого угла поворота, а также действует на шасси, поскольку колесо соединено с ним осью (что позволяет автомобилю одновременно продвигаться вперед и поворачивать).

Если колеса заблокированы из-за торможения, то не имеет значения, какова их ориентация, как в крайнем примере на второй диаграмме, и причина, по которой обледеневшие дороги так опасны.

«Трение имеет компоненты x и y» ... обеспечивает ли компонент y центростремительную силу? Кроме того, поскольку есть компонент x, будет ли увеличиваться величина скорости (это противоречит тому, что я узнал о равномерном круговом движении)?
Каково направление статического трения?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v