Почему сила трения качения меньше силы трения скольжения?

7 ответов на вопрос “Почему сила трения качения меньше силы трения скольжения?”

  1. ЁжЫк_в_ТуМаНе Ответить

    Если круглое тело, например, колесо радиусом R катится по поверхности, то для формулы силы трения качения Ft справедливо следующее выражение:
    $ F_t = N * {μ\over R} $ (1),
    где:
    N — прижимающая сила, Н;
    μ — коэффициент трения качения, м/Н.
    Из формулы следует, что Ft растет с ростом массы тела и уменьшается с увеличением радиуса колеса R. Это и понятно: чем больше колесо, тем меньшее значение имеют для него неровности поверхности (бугорки), по которой оно катится.
    Коэффициент трения качения μ имеет размерность $[м/Н]$ в отличии от коэффициента трения скольжения k, который безразмерен.

    Рис. 3. Формула для силы трения качения.

    Подшипники

    Для снижения трения скольжения сначала была изобретена смазка, которая позволила добиться уменьшения трения в 8-10 раз. И только в конце ХIХ века возникла идея заменить в подшипнике трение скольжения трением качения. Эту замену осуществляют шариковые и роликовые подшипники. При вращении колеса или вала двигателя шарики (или ролики) катятся по втулке (обойме для шариков), а вал или ось колеса — по шарикам. Таким способом удалось снизить трение в десятки раз.

  2. Penn Ответить

    Название определяет сущность.
    Японская пословица
    Сила трения качения, как показывает многовековой человеческий опыт, примерно на порядок меньше силы трения скольжения. Несмотря на это идея подшипника качения сформулирована Вирло только в 1772 году.
    Рассмотрим основные понятия трения качения. Когда колесо катится по неподвижному основанию и при повороте на угол его ось (точка 0) сме-щается на величину , то такое движение называется чистым качением без проскальзывания. Если колесо (Рис.51) нагружено силой N, то чтобы заставить его двигаться необходимо приложить вращающий момент. Это можно выполнить, приложив силу F к его центру. При этом момент силы F относительно точки О1 будет равен моменту сопротивления качению.

    Рис.51. Схема чистого качения
    Если колесо (Рис.51) нагружено силой N, то чтобы заставить его двигаться необходимо приложить вращающий момент. Это можно выполнить, приложив силу F к его центру. При этом момент силы F относительно точки О1 будет равен моменту сопротивления качению.
    Коэффициент трения качения – это отношение движущего момента к нормальной нагрузке. Эта величина имеет размерность длины.
    (мм). (19)
    Безразмерная характеристика – коэффициент сопротивления качению равен отношению работы движущей силы F на единичном пути к нормальной нагрузке:
    , (20)
    где: А – работа движущей силы;
    – длина единичного пути;
    М – момент движущей силы;
    – угол поворота колеса, соответствующий пути.
    Таким образом, выражение для коэффициента трения при качении и скольжении различны.
    Следует отметить, что сцепляемость катящегося тела с дорожкой не должна превышать силы трения, иначе качение перейдёт в скольжение.
    Рассмотрим движение шарика по дорожке подшипника качения (Рис. 52а). С дорожкой контактирует как наибольшая диаметральная окружность, так и меньшие окружности параллельных сечений. Путь, пройденный точкой на окружностях различного радиуса, различен, то есть имеет место проскаль-зывание.
    При качении шарика или ролика по плоскости (или внутреннему цилиндру) касание происходит в точке или по линии только теоретически. В реальных узлах трения под действием рабочих нагрузок происходит деформа-ция контактной зоны. При этом шарик контактирует по некоторому кругу, а ролик – по прямоугольнику. В обоих случаях качение сопровождается возник-новением и разрушением фрикционных связей как и при трении скольжения.
    Ролик, в связи с деформацией дорожки качения, проходит путь меньший, чем длина его окружности. Наглядно это заметно при качении жесткого стального цилиндра по плоской эластичной поверхности резины (Рис. 52б). Если нагрузка вызывает только упругие деформации e, то след качения восстанавливается. При пластических деформациях дорожка качения остаётся.

  3. VideoAnswer Ответить

  4. VideoAnswer Ответить

  5. VideoAnswer Ответить

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *