Angenommen, eine Scheibe oder eine Kugel mit gleichmäßiger Massendichte rollt ohne jegliches Rutschen/Gleiten auf einem Boden mit Reibung. Wird Reibung auf die Scheibe/Kugel wirken? Wenn ja, in welche Richtung wird es gehen? Was ich denke ist, dass es keine Reibung geben wird, da Reibung beim reinen Rollen keine Rolle spielt, da ein Körper, der durch reines Rollen initiiert wird, weiter rollt, auch wenn keine Reibung vorhanden ist (zumindest soweit ich weiß). Mein Hochschulprofessor sagt dass zwar Reibung auf den Körper wirkt, aber keine Richtung, bzw. die Reibungsrichtung wäre 'unbekannt'. Hat er Recht?
Wird Reibung auf die Scheibe/Kugel wirken? Wenn ja, in welche Richtung wird es gehen?
Technisch gesehen sein Rollwiderstand oder Rollwiderstand. Obwohl der Begriff Rollreibung verwendet wird, ist dies wahrscheinlich eine falsche Bezeichnung. Eine vollständige Diskussion des Themas finden Sie unter: https://en.wikipedia.org/wiki/Rolling_resistance
Die Rollwiderstandskraft ist gegeben durch
Wo ist der Rollwiderstandskoeffizient. Der folgende Link gibt einige Werte für den Rollwiderstandskoeffizienten:
https://www.engineeringtoolbox.com/rolling-friction-resistance-d_1303.html
Diese Koeffizienten sind typischerweise eine Größenordnung kleiner als die Koeffizienten der statischen und gleitenden Reibung.
Die Richtung des Rollwiderstands oder Luftwiderstands ist dieselbe wie die der Gleitreibung, dh nach hinten entgegen der Richtung der auf das Rad ausgeübten Zugkraft oder des Drehmoments, wie im einleitenden Diagramm im zweiten Link dargestellt. Der Rollwiderstand wirkt also wie die Gleitreibung einer Kraft in entgegengesetzter Richtung entgegen.
Aber auch ohne eine Zugkraft oder ein aufgebrachtes Drehmoment auf die Radachse, dh im Fall eines rollenden Rads, wird aufgrund des unelastischen Verhaltens aller realen Materialien im Kontaktbereich immer noch Energie dissipiert. Wikipedia weist darauf hin, dass die Hauptursache für den Rollwiderstand von Luftreifen die Hysterese ist, d. h. die Erwärmung, die sich aus dem unelastischen Verhalten von Materialien wie Gummi ergibt, wenn es sich während des Kontakts mit der Straße zusammendrückt und entspannt.
Die Hysterese nimmt mit zunehmender Kontaktfläche zwischen Reifen und Oberfläche zu. Daher ist der Verlust bei zu wenig aufgepumpten Luftreifen größer. Wenn Sie Fahrrad fahren, werden Sie mit richtig aufgepumpten Reifen weiter "ausrollen" als mit zu wenig aufgepumpten Reifen, wenn alle anderen Dinge gleich sind.
Hoffe das hilft.
Biophysiker
Kruthik
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