Wie bewegt sich ein Rad auf der Erde?

Stellen Sie sich vor, das Rad steht still. Es wird eine Kraft aufgebracht, die das Rad horizontal beschleunigt. Dies fügt dem Rad einen Translationsimpuls hinzu. Da nun das Rad nicht gleitet, wird am Punkt P eine Reibungskraft erzeugt, die ein Drehmoment am Rad erzeugt. Durch das Drehmoment beginnt das Rad zu rollen, wodurch ein Drehmoment hinzugefügt wird. Sobald sich das Rad mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt, gibt es am Punkt P keine Reibungskraft. Das Rad bewegt sich weiter und dreht sich aufgrund seiner eigenen Trägheit mit der gleichen Geschwindigkeit. Es ist keine Reibungskraft erforderlich, um das Rad am Rollen zu halten. Selbst bei einer Reibungskraft zwischen Rad und Straße rollt ein ideales Rad ewig weiter. Wenn keine Reibungskraft vorhanden wäre, würde das Rad gleiten, anstatt zu rollen. Der Grund, warum Räder in der realen Welt nach einer Weile langsamer werden, liegt darin, dass sie aus echten Materialien bestehen. Durch das Gewicht des Rades verformt sich der Kontaktpunkt P leicht und möglicherweise auch der Untergrund. Bei dieser Verformung geht Energie verloren, weshalb das Rad schließlich langsamer wird und stehen bleibt.

Ein extremes Beispiel für Verformungen in einem Rad ist ein platter Reifen an einem Fahrrad. Es ist viel schwieriger, einen platten Reifen zu rollen als einen aufgepumpten. Denn die Formverformung des Reifens beim Aufsetzen auf den Boden verbraucht viel Energie. Alle echten Räder verformen sich aufgrund ihres Gewichts, obwohl es manchmal zu klein ist, um es zu sehen.