Gibt es Reibung zwischen Rad und Straße?

Der Mensch hat das Rad erfunden, um die Reibung zwischen Rad und Straße zu beseitigen. Aber konnten wir es auf Null reduzieren? Gibt es eine Restreibung?

Bei dieser Frage geht es nur um die Reibung zwischen Rad und Straße. Ich verstehe, dass es an anderen Stellen zu Reibungen kommt, zB zwischen Rad und Achse oder zwischen Fahrzeug und Atmosphäre.

Räder wurden nicht erfunden, um Reibung loszuwerden, sonst würde der eigentliche Zweck eines Rades aufhören
Wenn es keine Reibung / keinen Widerstand mit der Straßenoberfläche gäbe, würde sich das Rad frei über dieselbe Stelle drehen :)
Wissen Sie, was man im speziellen Fall von Fahrzeugrädern als Reibung bezeichnet? Traktion. Es loszuwerden, ist das Letzte, was jemand tun möchte.
Reibung ist ein notwendiges Übel.

Antworten (5)

Wie viele andere betonen, ist Reibung vorhanden, sonst würde das Rad die Oberfläche nicht greifen und das Auto vorwärts ziehen. Aber Sie sprechen von einer anderen Art von Reibung. Es gibt verschiedene Arten von Reibung:

  • Gleitreibung , wenn das Rad mal über den Asphalt rutscht und rutscht. Dies ist Reibung zwischen Objekten, die übereinander gleiten.
  • Haftreibung , worüber die anderen Antworten sprechen. Das ist Reibung, die etwas stillhält. Es wirkt immer in die Richtung, die das Verrutschen zweier Gegenstände verhindert. Der Punkt am Rad, der den Boden berührt, erfährt Haftreibung, weil esin diesem sehr vernachlässigbar kleinen Moment stillsteht .

Aber

  • Rollreibung ist das was du meinst. Im Idealfall gibt es keine Gleitreibung, und die Haftreibung greift nur auf dem Asphalt und verringert nicht die Geschwindigkeit (auf horizontaler Oberfläche und ohne Raddrehmoment). Alle anderen Kräfte, die der Raddrehung entgegenwirken (außer der Reibung um die Achse, wie Sie auch anmerken), werden zusammenfassend als Rollreibung bezeichnet .

Rollreibung tritt aus verschiedenen Gründen auf. Zum Beispiel,

  • Die Gummireifen ziehen sich zusammen und dehnen sich aus und verbrauchen so Energie. Die Energie wird aus der Rotation entnommen und dieser Faktor zählt zur Rollreibung. Ebenfalls
  • der Boden darunter könnte sich verformen. Die Verformung kostet Energie und führt auch zu einer Oberfläche mit Normalkräften, die nicht mehr radial (zur Radmitte hin) wirken. Solche Kräfte verursachen Drehmomente, die der Drehung entgegenwirken könnten. Siehe folgendes Bild aus dieser Quelle :

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ohne Rollreibung (in einer idealen Welt) rollt das Auto weiter und hält nie an. Ich glaube, das ist die eigentliche Frage, die Sie haben. Denn Sie haben Recht, dass in diesem Sinne die Reibung, die der Bewegung entgegenwirkt , so eliminiert wurde, wie Sie es beschreiben.

+1 für wichtigen Punkt zur Rollreibung. Ich finde es intuitiver, mir vorzustellen, dass das Rad ein kleines Loch in die Oberfläche macht und dann aus diesem Loch „herausklettern“ muss (denken Sie an das Szenario, an einem Strand zu fahren, um ein extremes Beispiel dafür zu sehen). Dies bedeutet, dass Sie im Grunde "ein wenig bergauf rollen" und die Existenz von Rollreibung (wie in Ihrem Diagramm veranschaulicht) intuitiver macht.
Ich habe spekuliert, dass es auch eine gewisse kinetische Reibung gibt, denn wenn sich der Reifen verformt, c 2 π r wo in diesem Fall r ist der Abstand vom Drehpunkt zum Kontaktpunkt der Straße. Es scheint, dass der "Umfang" durch die Menge an Gummi an der Oberfläche festgelegt ist, aber eine Umdrehung verschiebt den Kontaktpunkt um weniger als den "Umfang", was zu Schlupf und Gleitreibung führt.
Es sei darauf hingewiesen, dass Reifenkonstrukteure einen Kompromiss zwischen der Verringerung der Rollreibung und der Erhöhung der Haftreibung eingehen müssen. Dies ist vielleicht am einfachsten bei den verschiedenen Arten von Fahrradreifen zu sehen. Ein dünner, glatter Straßenreifen mit hohem Druck hat eine sehr geringe Rollreibung, rutscht aber leicht; Ein dicker, knorriger Niederdruck-Geländereifen rutscht nicht so leicht, aber der Radfahrer muss mehr Arbeit leisten, um die gleiche Geschwindigkeit zu halten.

Ohne Reibung zwischen Rad und Fahrbahn könnten Sie nicht beschleunigen (positiv, negativ, Richtungswechsel).

Es wäre also unmöglich, ein Auto mit reibungsfreien Reifen zu fahren. Außer Sie möchten die Räder nur verwenden, um den aktuellen Bewegungszustand beizubehalten, und Sie lenken und beschleunigen mit anderen Mitteln.

Hovercrafts oder Magnetschwebebahnen verwenden "Null-Reibung", aber die Levitation bewegt oder stoppt sie nicht.

Reibung ist die Reaktionskraft zwischen zwei Objekten, wenn sie sich übereinander bewegen, wie z. B. die Reifen eines Autos, und der Oberfläche, auf der es fährt. Von fehlender Reibung kann keine Rede sein. Sie ist immer da, obwohl sie im Vergleich zur Gleitreibung sehr gering ist.

Und die Menschen haben das Rad nicht "entdeckt" (ich ziehe es aus verschiedenen Gründen vor, es zu entdecken), um es loszuwerden, sondern um ihre Arbeit zu erleichtern. (Ich glaube nicht, dass die Menschen zu dieser Zeit etwas über Reibung oder Kraft wussten)

Eine andere Sache, Reibung ist eine Reaktion, nicht gerade eine Kraft, die man nicht loswerden kann. sowieso alles was sich bewegt

(Sogar im Weltraum: Die Geschwindigkeit und Richtung von Langstrecken-Raumfahrzeugen muss von Zeit zu Zeit angepasst werden, sonst würden sie von ihrer Bahn abgelenkt. Der Weltraum ist nicht vollständig Vakuum. Tatsache ist, dass der Weltraum mit winzigen Partikeln gefüllt ist, die kosmischer Staub genannt werden Elemente wie Wasserstoff und Helium Dies gilt auch für den interstellaren Raum und alle zuvor genannten Teilchen bilden das sogenannte interstellare Medium.

Das interstellare Medium besteht hauptsächlich aus einsamen Wasserstoffatomen. Sie existieren nicht einmal paarweise wie auf der Erde. Ich habe bereits erwähnt, dass der Raum mit Wasserstoffatomen gefüllt ist. Die tatsächliche Dichte von Wasserstoff, wie er im interstellaren Raum existiert, beträgt im Durchschnitt etwa 1 Atom pro Kubikzentimeter.)

Reibung überwinden muss.

Räder reduzieren die Reibung, da sich der Punkt, an dem das Rad die Straße berührt, nicht relativ zur Straße bewegt. Der Kontaktpunkt ist zu jedem Zeitpunkt stationär auf der Straße, da sich der Kontaktpunkt des Rades mit der gleichen Geschwindigkeit rückwärts bewegt wie das Auto vorwärts fährt.

Ich hatte vor einigen Jahren eine großartige Gelegenheit, dies empirisch zu überprüfen. Ich fuhr hinter einem Lieferwagen her, der gut 10 m dünnes Seil auf dem Boden hinter sich herzog. Indem ich mich leicht von links nach rechts bewegte, konnte ich das Vorderrad meines Autos dazu bringen, über das Seil zu fahren. Sofort riss das Seil. Das geschah, weil der Seilabschnitt zwischen dem Boden und meinem Reifen plötzlich stillstand, während sich der Rest des Seils mit etwa 60 km/h mit dem Lieferwagen bewegte.

Natürlich muss es, wie Timeless betont, Reibung zwischen dem Rad und der Straße geben. Wenn das nicht der Fall wäre, könnten Sie nicht beschleunigen, verzögern oder die Richtung ändern. Um das zu testen, fahren Sie auf Eis, wo die Reibung stark reduziert ist.

Wenn Sie jedoch mit idealen Rädern (ein gutes Beispiel sind Eisenbahnräder auf einem Gleis) mit konstanter Geschwindigkeit fahren, ist die Reibung viel geringer, als wenn Sie das Auto ohne Räder ziehen müssten. Gute Reifen sind so konzipiert, dass sie beim Geradeausfahren mit konstanter Geschwindigkeit eine geringe Reibung bieten, aber auch beim Geschwindigkeits- oder Richtungswechsel eine hohe Reibung bieten.

Natürlich gibt es Reibung. Sonst nutzen sich die Reifen nie ab. Wegen Materialalterung werden sie alle 10-15 Jahre einmal gewechselt.