Работа, совершаемая трением покоя при качении.

При качении без проскальзывания я понимаю, что скорость точки, где трение покоя о землю равно 0, и поэтому трение покоя не может совершать работу. Однако по законам Ньютона объект, катящийся без проскальзывания по ровной поверхности, испытывает статическое трение и, следовательно, ускорение. Это означает, что объект со временем остановится. В результате дельта K не равна 0, так как же это не противоречит теореме об энергии работы?

Ответы (1)

Предположим, что какая-то внешняя сила ускоряет тело, и оно все еще катится без проскальзывания. Теперь, если скорость увеличивается без увеличения угловой скорости, тело будет скользить. Тогда трение действует таким образом, что противодействует транснациональному движению тела и увеличивает угловую скорость, эффективно передавая часть работы внешней силы энергии вращения.

Предположим, что нет внешнего (кроме трения) и тело катится без проскальзывания. Тогда скорость в точке контакта равна нулю, а значит, и трение равно нулю. Таким образом, трение не совершает никакой работы, и результирующая сила, действующая на тело, равна нулю. Тогда тело не будет терять энергию.

Однако в реальном сценарии тело, катящееся без проскальзывания без какой-либо внешней силы, в конечном итоге замедляется из-за трения. Это связано с тем, что тело деформируется в месте контакта под действием нормальной силы и для этого требуется некоторая энергия. Позже эта энергия рассеивается в виде тепла.

Тем не менее, если сила трения существует (а она существует) и, таким образом, ускоряется (замедляется ли она до остановки или нет, не имеет значения), происходит изменение кинетической энергии. Это требует некоторой работы.
Кроме того, при нулевой скорости все еще существует трение в нижней точке. Представьте, что вы толкаете тяжелый блок, который не движется, он не движется, потому что трение статического электричества препятствует его движению.
В данном случае вращательная кинетическая энергия и поступательная кинетическая энергия изменяются вместе (было дано в "=" р ю Таким образом, энергия не может передаваться между двумя величинами.
Я отредактировал свой ответ.
Как вы можете говорить, что трение равно нулю - трение - это то, что обеспечивает крутящий момент для вращения. Без него объект просто скользил бы.
Когда цель достигнута в "=" р ю трение становится равным нулю (поскольку скорость точки контакта = в р ю "=" 0 ), поэтому крутящий момент становится равным нулю. После этого угловой момент не меняется, так как нет крутящего момента, поэтому угловая скорость остается постоянной, а линейная скорость остается постоянной, так как силы нет. Таким образом, объект поддерживает в "=" р ю навсегда.