Я немного смущен тем, действует ли трение на объект во время скольжения при вращении. Я знаю, что есть несколько вопросов по SE, которые касаются случая качения, но это очень специфично для работы, выполняемой путем качения во время проскальзывания.
Пока объект катится, его точка контакта с землей неподвижна, поэтому нет пройденного расстояния и, следовательно, нет работы. Но что, если у вас есть случай, когда круглый объект толкают, например, шар для боулинга, и он начинает вращаться. На него действует сила трения, создающая катящуюся гильзу. , но работает ли трение на объекте? И является ли эта сила трения постоянной, что приводит к , где расстояние, пройденное от толчка до прекращения скольжения?
Трение не совершает работу (в системе отсчета, покоящейся с полом), работа совершается толкающей силой. Мгновенный центр вращения является точкой контакта с полом. Таким образом, толкающая сила также обеспечивает крутящий момент, заставляющий объект вращаться. Это, конечно, происходит в системе отсчета, покоящейся с полом. Если вы посмотрите на вещи в ускоренной системе отсчета, в которой центр сферы покоится, то вам будет трение, обеспечивающее работу и крутящий момент. Помните, что работа, совершаемая силой, зависит от вашей системы отсчета.
В случае скольжения тела без качения это означает, что существует только ускорение центра масс (которое только способствует его скользящему движению вперед), для того, чтобы тело катилось, поверхность должна иметь трение (возьмем пример автомобильного колеса). , если бы не было трения колесо бы вращалось на том же месте и машина не двигалась бы ).
Теперь, что касается математической точки зрения на этот вопрос,
Сила трения является саморегулирующейся, она действует в направлении, противоположном движению. Когда вы ускоряете объект, создавая крутящий момент по часовой стрелке (например, поворачивая ключ в игрушечной машине), трение действует в направлении, противоположном этой силе, создавая крутящий момент против часовой стрелки, который помогает телу двигаться (не путайте сейчас, трение не будет полностью останавливать движение здесь, если коэффициент трения не имеет значения 1)