Направление силы трения при плавном качении

Я хочу спросить о направлении силы трения при плавном качении, что означает, что катящийся объект не скользит по поверхности.

Вот первый случай, колесо катится вправо, поэтому вращение происходит по часовой стрелке. В точке Р скорость равна нулю. Чтобы колесо катилось быстрее, его нижняя часть должна вращаться влево быстрее, а сила трения должна быть направлена ​​вправо, чтобы противодействовать его тенденции к скольжению, чтобы сохранить v = 0.

введите описание изображения здесь

Однако и в этом случае это тоже плавное перекатывание, но в другом направлении. В книге объясняется, что если объект скользит, он будет скользить вниз по пандусу, поэтому сила трения должна быть до пандуса.

введите описание изображения здесь

Так, в первом случае сила трения имеет то же направление, что и ускорение центра масс, а во втором - нет. Может кто-нибудь объяснить разницу между этими 2.

Если объект хочет скользить, он сначала должен катиться быстрее с очень большим ускорением. Я могу понять первый случай, сила, действующая на точку P, направлена ​​влево, чтобы колесо катилось быстрее, поэтому сила трения должна быть направлена ​​вправо. Во втором случае объект катится влево, поэтому сила, действующая на P, должна быть направлена ​​вправо, поэтому сила трения направлена ​​вправо. Разве его направление не должно быть левым.

Кроме того, в обоих вышеприведенных случаях учитывается ускоряющийся объект, но не учитывается объект, который движется очень быстро. Если объект катится очень быстро в определенном направлении, в каком направлении будет действовать сила трения?

Ответы (3)

Для первого случая: вращение, создаваемое крутящим моментом в центре колеса, будет вращать колесо по часовой стрелке, но здесь присутствует трение, поскольку трение противодействует движению частицы, поэтому оно действует против часовой стрелки и помогает телу двигаться. .

Для второго случая: здесь м г грех ⁡ θ будет действовать вдоль линии центра масс, что просто заставит сферу скользить вниз (потому что м г сама обозначается как вес тела, и этот вес действует в направлении вниз от центра масс тела, поэтому его составляющая, т. е. м г грех ⁡ θ не сможет обеспечить крутящий момент на сфере, так как он будет действовать и по линии СОМ), так как мы уже знаем, что трение противодействует движению объекта, оно действует в направлении, противоположном движению сферы и обеспечивает необходимый крутящий момент , тем самым помогая катить сферу по рампе.

Я не согласен с вашим объяснением для первого случая, потому что статическое трение не препятствует движению частиц в этом случае, при условии, что ролик является жестким. Скользящий блок замедляется из-за кинетического трения.

Так, в первом случае сила трения имеет то же направление, что и ускорение центра масс, а во втором - нет. Может кто-нибудь объяснить разницу между этими 2.

В вашем первом случае вы говорите «чтобы колесо катилось быстрее», но не говорите, как это делается. Толкается? Вы прикладываете крутящий момент к оси?

Если вы предполагаете, что к оси приложен крутящий момент, то в этом и заключается разница между ними.

В первом случае вы берете крутящий момент и используете его для создания линейного движения. Во втором случае вы берете линейную силу и используете ее для создания вращательного движения.

Можете ли вы объяснить разницу между толканием и крутящим моментом?

Представьте заводную игрушку. Если вы заведете его и отпустите, он создаст крутящий момент на колесе. Подумайте об использовании этого на полу без трения. Если его завести, колесо крутится и не двигается. Если ее нажать, машина едет, а колесо не крутится.

Когда вместо этого у нас есть нормальный пол и колесо катится, трение замедляет первое колесо и ускоряет второе. Поэтому сила трения должна действовать в противоположных направлениях.

Можете ли вы объяснить разницу между толканием и крутящим моментом? Если катиться быстрее без скольжения, к колесу всегда будет приложен крутящий момент.
Значит ли это, что во втором случае трение не будет замедлять движение??
Это замедляет его. Объект ускорялся бы быстрее, если бы не было трения.

Рассмотрим сумму всех внешних крутящих моментов; вычисляется относительно центра масс тела качения; тогда угловое ускорение указывает вам направление относительного проскальзывания по поверхности контакта. Теперь сила трения будет действовать противоположно тенденции относительного проскальзывания.

Направление силы трения при плавном качении
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 1v