Warum drehen sich Bürostühle beim Ausschieben/Ausziehen?

Eine häufige Quelle der Frustration bei der Arbeit ist die Tatsache, dass sich die Räder meines rollenden Bürostuhls drehen, wenn ich ihn von meinem Schreibtisch aus vorwärts oder rückwärts schiebe, was dazu führen kann, dass er gegen meinen Computerturm oder andere Gegenstände auf dem Boden in der Nähe stößt. Dies geschieht unabhängig davon, wie sorgfältig ich es vermeide, meinen Oberkörper zu drehen, oder wie gerade ich nach hinten drücke.

Welches physikalische Phänomen bewirkt, dass sich Bürostühle auf diese Weise drehen? Es hat fünf Räder, falls das wichtig ist.

Mein Verdacht ist, dass es eine Wechselwirkung zwischen den Reibungskräften der Räder auf dem Boden gibt, die zu diesem Verhalten führt, aber ich verstehe nicht, wie ich die Punkte von "entgegengesetzt der Kraft des Stoßes" mit "kreisförmig um die" verbinden soll Stützsäule".

Dies unterscheidet sich von anderen Fragen zu Bürostühlen von physical.se wie diesen drei , da ich nach der Drehung entlang der vertikalen Achse des Radstands frage, nicht, warum der Stuhl fünf Räder hat oder wie er sich ohne meine Füße auf dem Boden bewegen kann.

Ist das wie ein Stuhl, bei dem sich der Teil, auf dem Sie sitzen, unabhängig von der Drehung des Teils mit allen Rädern drehen kann? dh lustige Drehstühle :)
Wenn Ihre fünf Räder ungleichmäßige Reibung haben (oder wenn sie sich unabhängig voneinander drehen können und dadurch in zufälligen Winkeln beginnen), erhalten Sie ein Kraftmoment um die vertikale Achse. Jeder durch Reibung verursachte Links/Rechts-Symmetriebruch würde dies tun.
@flaudemus Das sollte eine Antwort sein
Wie alles andere in der Dynamik, das Murphys Gesetzen folgt, lautet die Antwort "weil es kann". Formaler ausgedrückt wird jeder uneingeschränkte Freiheitsgrad früher oder später Bewegung zeigen.
Nein. Asymmetrie würde eine kontinuierliche Rotation nicht erklären; lediglich eine Drehung um einen Winkel, bei dem ein Reibungsgleichgewicht besteht.
@DanYand ja, das sind Lenkrollen. Und für Aaron Stevens ja, es hat eine vertikale Säule, die den Sitz drehen kann, ohne dass sich die Räder bewegen müssen.
Ich habe einen Stuhl, bei dem sich alle Räder in die gleiche Richtung bewegen, wenn Sie ihn bewegen, wie bei einem Hubschrauber. Wie kann ich das zum Stoppen bringen? Es ist schwer, von einem Ort zum anderen zu rollen, und sie sind alle frei beweglich, jedes Rad hat 2 bewegliche Radseiten?

Antworten (4)

Das Problem ist, dass die Lager nicht perfekt sind. Besonders diejenigen, die verwendet werden, um die "Füße" des Stuhls zu drehen. Diese Lager stehen unter einer ziemlich hohen Belastung und sind nicht dafür ausgelegt, sich reibungsfrei zu drehen.

Daher möchten die Füße Ihres Stuhls immer in derselben Position bleiben, wie sie sind, und das ist normalerweise nicht genau die Richtung, in die Sie Ihren Stuhl bewegen möchten. Häufig können Sie sich in keine Richtung bewegen, ohne einige Füße zu drehen.

Wenn Sie also Ihren Stuhl zurückschieben, veranstalten die Füße der Stühle im Grunde einen Wettbewerb darüber, wer sich als erster umdreht. Nun, wie alle Füße, sind diejenigen, die in Bezug auf die Basis des Stuhls in Position bleiben, im Allgemeinen auch nicht auf Ihre Bewegung ausgerichtet, und sie verleihen der Basis des Stuhls eine gewisse Drehkraft.


Sie können den Test machen, indem Sie alle fünf Füße gerade nach hinten ausrichten und dann den Stuhl langsam zurückziehen. Sie werden sehen, dass Sie den Stuhl ein Stück weit bewegen können, ohne dass sich die Basis dreht. Sobald sich jedoch die Unvollkommenheiten des Aufbaus verstärken, geraten ein oder mehrere Füße erheblich aus der Richtung, und dann beginnt sich die Basis des Stuhls zu drehen.

Wenn Ihre fünf Räder ungleichmäßige Reibung haben (oder wenn sie sich unabhängig voneinander drehen können und dadurch in zufälligen Winkeln beginnen), erhalten Sie ein Kraftmoment um die vertikale Achse. Jeglicher Symmetriebruch links/rechts verursacht durch Reibung oder mangelhafte Herstellung (z. B. ungleiche Längen der Beine, auf denen die Räder montiert sind, oder geringfügig unterschiedliche Abstände der Räder von der Achse) würde dies bewirken, wobei links und rechts durch eine Ebene getrennt sind durch die vertikale Achse Ihres Stuhls und den Mittelpunkt zwischen Ihren Füßen. Ich gehe davon aus, dass beide Füße mit der gleichen Kraft drücken.

Wie von Paul Childs in den Kommentaren erwähnt, würde dieser Mechanismus natürlich nur die fünf Beine Ihres Stuhls drehen, bis ein Reibungsgleichgewicht erreicht ist. Je nach Freiheitsgrad der Räder kann dies jedoch nicht so schnell passieren.

Auf jeden Fall sind andere Rotationsmechanismen denkbar, aber wir würden mehr Details darüber benötigen, wie Ihr Stuhl konstruiert ist, um fundiertere Vermutungen zu ermöglichen.

Ich schlage vor, dass Sie meinen Vorschlag testen, indem Sie die Räder Ihres Stuhls auf Reibung untersuchen und prüfen, ob sie sich selbstständig drehen können. Wenn dies der Fall ist, finden Sie sie möglicherweise in verschiedenen Ausrichtungen, wenn Sie mit dem Drücken beginnen. Dies kann meiner Erfahrung nach bereits die Symmetrie brechen.

Ich glaube, es hängt mit der Helizität des Schraubengewindes und / oder der Feder im Stuhl zusammen. Eine seitliche Kraft auf diese wird in entgegengesetzte Torsionskräfte auf das Ober- und Unterteil umgewandelt.

Um dem entgegenzuwirken, müssten Sie einen Stuhl mit zwei Fäden/Federn mit entgegengesetzten Spiralen konstruieren, wie sie es bei einigen Außenbordmotoren tun, um eine größere Stabilität zu gewährleisten.

Es könnte die Basis selbst sein. Wenn es aus Kunststoff oder Aluminium besteht, besteht die Möglichkeit, dass die Enden der Beine, an denen die Räder montiert sind, leicht verbogen oder verzogen sind.

Ich hatte das gleiche Problem mit meinem Computerstuhl und er drehte sich immer gegen den Uhrzeigersinn. Ich habe sogar versucht, die Räder in die entgegengesetzte Richtung zu positionieren, um zu sehen, ob sie sich im Uhrzeigersinn drehen würden, was praktisch keine Wirkung hatte. Sobald ich versuchte, den Stuhl zu bewegen, änderten alle 5 Räder die Richtung und er fing wieder an, sich gegen den Uhrzeigersinn zu drehen. Selbst wenn ich die Basis mit meiner Hand halte, um zu verhindern, dass sie sich dreht, bis alle 5 Räder in die gleiche Richtung zeigen, und dann loslasse, rollt sie nur ein paar Zentimeter geradeaus, bevor sie sich wieder dreht.

Ich habe 2 verschiedene Sätze der 3-Zoll-Polyurethan-Einzelräder im Rollerblade-Stil, 1 Satz 2-Zoll-Polyurethan-Doppelräder (alle mit Kugellagern) ausprobiert und sogar die Basis durch eine andere Kunststoffversion ersetzt, die viel stärker sein sollte. Nichts davon half UNIL, ich kaufte eine neue Stahlbasis für den Stuhl. Mit der neuen Basis installiert und den 3-Zoll-Rädern angebracht (die 2-Zoll-Doppelrollen waren viel zu laut auf meinem harten Boden), rollt es jetzt reibungslos über den Boden und die Basis dreht sich nicht mehr.