Vad är Rolling Friction?

March 15

Rullfriktion är en resistiv kraft som verkar för att bromsa rörelsen hos en sfär, cylinder eller ett hjul som färdas i en rät linje över en plan yta. Denna kraft är till stor del resultatet av materialegenskaperna hos föremålet och ytan med vilken den är i kontakt. Deformationer eller oregelbundenheter i objektet eller ytan är viktiga faktorer som påverkar omfattningen av rullfriktion, som är kontaktytan mellan de två.

Det finns små ojämnheter på ytan av de flesta saker oavsett hur smidig de kan visas. När ett föremål i vila befinner sig i kontakt med en yta, är dessa oregelbundenheter fånga på varandra, motstår rörelse. Detta är statisk friktion.

Den mängd kraft som appliceras på ett föremål för att initiera rörelse måste vara tillräckliga för att övervinna statisk friktion. För att förbli i rörelse, måste ett objekt i rörelse övervinna motståndet som orsakas av oegentligheterna. Detta motstånd är kinetisk friktion.

När materialen som utgör ett objekt och yta är båda relativt styva, det är liten deformitet i form av föremålet eller elasticiteten hos ytan. I detta fall är de primära faktorer som bestämmer rullfriktion är den statiska eller kinetisk friktion och molekylär friktion. Molekylär friktion är inte en produkt av ojämnheter men av kemisk bindning och elektriska interaktioner.

Mindre styva material kan tillåta föremålet eller ytan för att deformeras i form eller elastisk grund av deras interaktion. Ett föremål som ett däck eller en basketboll kan deformeras när det rullar. Förändringen i formen av ett mjukt föremål rör sig över en hård yta ökar objektets yta för kontakt med ytan. Den kinetiska friktionen ökas, och storleken på den rullfriktion också stiger.

Om ytan över vilken ett föremål färdas är mjuk eller elastisk, kommer objektet att sjunka in i ytan och måste tvinga sig igenom. Detta är känt som plogningseffekt och är huvudkomponenten av rullfriktion i denna omständighet. Kraften av resistens är inte jämnt fördelade över området för kontakt med föremålet. Deformationen av ytan är störst i riktningen för objektets rörelse. Detta i effekt, ökar statisk friktion och sålunda rullfriktion.

Om både föremålet och ytan är elastiska, är interaktionen mellan de två relativa och kan manipuleras för ett önskat resultat. Deformering ett objekts form kan göra elasticiteten i ytan mer hanterbar. Det är ofta lättare att köra en bil genom mjuk smuts om bilens däck är mindre än fullt uppblåsta, till exempel.