【微科普】浅析滚动摩擦力
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废话不多直接开讲
一个球在水平面上不打滑地滚动,不给它动力,它迟早会停下来。
按照常识,此时球受三个力,重力与支持力平衡,球在摩擦力作用下减速(如下图)
但很快我们就会发现这图的问题:以球心为转心,摩擦力提供了一个顺时针的力矩,它会让滚动加速,问题就出来了。
实际上,问题就在于支持力的受力点
让我们先看下图
没错,乳胶枕就是我们的教具!它的弹力具有这样的性质:它被压缩时的弹力大于它舒张时的弹力。当你费了好大劲把乳胶枕压了一个坑再松开时,它不会马上弹回,不会再保持你给它的压力弹回去。
乳胶枕是一个极端的例子,但球也有这种性质,看下图:
球向右滚动,在接触面上发生形变(被压扁),因为滚动过程中,A处被卷入轮下,形变变大(压缩),B处被卷出轮下,形变变小(舒张),根据上述性质,A处的弹力大于B处。这两个力合成为总支持力时,导致支持力作用点向滚动方向偏移(如下图)
平动角度:重力与支持力平衡,摩擦力向左使球减速
转动角度:以球心为转心,支持力产生逆时针力矩,摩擦力产生顺时针力矩,总效果是逆时针的,它使球的滚动减速
这样矛盾就消失了
通常把图中摩擦力和支持力的合力,叫做滚动摩擦力
END
2014年08月12日 12点08分 1
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好评[真棒]
2014年08月12日 12点08分 2
球是向右滚动的,那么球的底部相对于地面应该是有向左运动的趋势,那么摩擦力不应该是向右吗? 没办法了 ,我手机看不到最后一层,只能把问题发在你这里了,帮我解答一下好吗?
2014年10月04日 13点10分
回复 宇宙的深沉 : 球是向右运动! [乖]
2014年10月04日 13点10分
回复 宇宙的深沉 :你说的这种情况是轮子作为驱动轮时的情况。看汽车的情况就很好理解。一般汽车为两驱前驱型,运行时发动机给前轮动力,前轮与地面接触处摩擦力就是向前,对车而言,这个摩擦力是动力;而两个后轮是被带动的,它们与地面的摩擦力就是向后的,这个摩擦力就是阻力。
2014年10月04日 13点10分
回复 windy芦苇叶子 :谢帮忙,辛苦了[太开心]
2014年10月04日 13点10分
level 7
这个点赞
2014年08月12日 12点08分 3
level 6
我也想过这个问题,终于懂了,谢谢解惑
2014年08月12日 12点08分 4
level 11
能不能理解为球的重力使正下方接触面产生微小形变,使球在“上坡”?
2014年08月12日 12点08分 5
“上坡”这个解释也太笼统了,不过如果你能理解那个感觉就行
2014年08月12日 13点08分
level 13
滚动摩擦的一个经典模型是软平面的滚动摩擦,是假设桌面是大强度阻尼振子来算的。
你这个是硬平面的软物体,其实你做的几个假设并不完全有道理。
2014年08月12日 12点08分 6
哎,这不是科普吗?我怎么觉得软平面硬物体也没啥区别,都是那个性质嘛。。 另外你的滚动摩擦科普我见过,恕我无知暂时看不懂[吐舌]
2014年08月12日 12点08分
@甲基红橙黄绿蓝 他写的在哪啊,能给个链接不
2014年08月12日 13点08分
回复 小小De大橙子 :在11楼。 原帖https://tieba.baidu.com/p/2251063718在4楼
2014年08月12日 13点08分
2014年08月12日 13点08分
level 7
这个问题讲起来确实有挑战性…
2014年08月12日 12点08分 7
我的没啥挑战,看楼上,他的讲起来那才有挑战[汗]
2014年08月12日 13点08分
额…我能说我是对楼上说的么…
2014年08月12日 13点08分
level 11
好高端[啊]
2014年08月12日 13点08分 8
level 15
甲基哥当上小吧了?赶紧求个罩[勉强]
2014年08月12日 13点08分 9
不理我么[不高兴]
2014年08月12日 13点08分
sorry...以后被民科欺负了吱一声哈哈!
2014年08月12日 13点08分
回复 甲基红橙黄绿蓝 :放心哈哈[哈哈]
2014年08月12日 14点08分
level 11

2014年08月12日 13点08分 10
level 12
@laserdog 把你的贴放在这儿供大家参考,希望不要介意
2014年08月12日 13点08分 11
发吧,挺好
2014年08月12日 14点08分
level 14
甲基哥的科普最好了
2014年08月12日 13点08分 12
哈哈!谢谢,我今天翻了一下我的三个大讲堂,发现我的讲解也在进步啊[哈哈]
2014年08月12日 13点08分
甲基哥都没回我的回帖。。。
2014年08月12日 13点08分
回复 甲基红橙黄绿蓝 :哪三个,求地址[乖]
2014年08月13日 14点08分
level 11
不去谈力偶矩这个词是为了方便理解么..
2014年08月12日 13点08分 13
是啊,我恨不得不提力矩...
2014年08月12日 13点08分
回复 甲基红橙黄绿蓝 :实话说我觉得中学”正常”不讲力矩不是什么好事..不过考虑到考试深度讲了也不是好事= =
2014年08月12日 14点08分
回复 coolandpi :初中讲了,高中忘了[汗]
2014年08月12日 15点08分
回复 甲基红橙黄绿蓝 :初中...
2014年08月12日 15点08分
level 10
这个不错。不过还可以再精炼一下,就是:滚动摩擦力是由于形变产生的。
2014年08月12日 13点08分 14
level 13
好评
2014年08月12日 14点08分 15
level 5
分析很好
2014年08月12日 14点08分 16
level 12
我还记得laser兄的那个物理问题集[狂汗]
2014年08月12日 15点08分 17
有链接吗?求链接[呵呵]
2014年08月12日 15点08分
level 12
另来祝贺新小吧,求个罩先[滑稽]
2014年08月12日 15点08分 18
你小吧坐了仨月了还用我罩[汗]
2014年08月12日 15点08分
level 12
好帖[呵呵]
2014年08月12日 15点08分 21
level 12
好厉害!顶。[真棒]
   -- 不要四五千,不要一两千,只要998,萌萌层主带回家,既能么么哒,又能啪啪啪。
2014年08月12日 15点08分 22
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