Сила трения при качении без проскальзывания

Обратите внимание на этот случай. Мы можем сделать два выбора относительно оси вращения. Если мы выберем ось вращения, которая проходит через центр масс г то единственная сила, которая заставит мяч вращаться, — это сила трения и некоторая сила Ф это действие на центр масс просто обеспечило бы поступательное движение.

Однако если мы выберем точку п как ось вращения, то она противоположна. В таком случае Ф вызывает вращение, а трение обеспечивает поступательное движение. Однако я знаю, что без трения качение невозможно (шар просто скользил бы), но как это возможно, если сила трения никак не способствует вращению при анализе мгновенной оси вращения?

Ответы (1)

Я немного изменил вашу схему

введите описание изображения здесь

Крутящий момент зависит от силы трения ф даже при расчете относительно оси через п потому что приложенная горизонтальная сила Ф и сила трения связаны между собой.

При условии отсутствия проскальзывания а г "=" р α

Горизонтальное поступательное уравнение движения для приложенной силы имеет вид Ф − ф "=" М а г где М - масса цилиндра, и это уравнение выполняется независимо от оси, рассматриваемой для вращения.

Для вращательного движения вокруг центра масс ф р "=" я г α .

Используя точку контакта в качестве оси, вы получаете Ф р "=" я п α

Однако обратите внимание, что Ф и ф связаны Ф "=" ф + М а г "=" ф + М р α

Так Ф р "=" ( ф + М р α ) р "=" ф р + М р 2 α "=" я п α "=" ( я г + М р 2 ) α ⇒ ф р "=" я г α

Сила трения при качении без проскальзывания
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v