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本帖最后由 zerowing 于 2013-4-23 16:37 編輯
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之前的一個關于小車運行中消耗功率的問題引起熱議,。以致眾多大俠現(xiàn)身,。$ y8 T+ C; G1 P9 D2 U) _
不過這個問題還是有需要研究和指名的部分的。這里談一談,。4 k5 e7 w1 ~4 p( I
首先,,還原問題。
1 T9 W8 x; b( T; {: w5 Y1 Y8 Z整體質量:1500kg 勻速狀態(tài)運行速度:160m/min 接觸形式:鋼隊鋼滾動- v$ d) [% F( B2 `
其他條件:未知
0 R7 \+ O; E Q( Q' W7 }(PS:當開始寫之后,,筆者才發(fā)現(xiàn),,光討論摩擦形式的問題,篇幅就很長了,因此決定分開來討論,。首先是摩擦形式的討論,。); Y: \" P, U3 C& H5 I' l
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關于滾動摩擦和滑動摩擦* k1 K: J* j, c8 v5 y
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首先,這里必須說明,,滾動摩擦和滑動摩擦的性質是不一樣的,。因此,把滑動摩擦定義為無限大曲率半徑下的滾動摩擦是不對的,。而且原則上講,,我們在談滾動摩擦的時候其研究前提就是純滾動無滑動。這一點請大家必須明確。5 u" F$ m7 B' i# A. E6 D I
那么分開說:
! {+ V& Y( R9 m. |" \1 d滑動摩擦:滑動摩擦的三個要素點分別是:相對滑動,、接觸面擠壓,、存在表面粗糙度。+ t! J$ r0 X0 O! K: q! @, a: a
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相對滑動:這里指出了滑動摩擦的性質,,滑動摩擦是一種被動力,,即只有先產(chǎn)生了相對運動,才有滑動摩擦,。換句話說,,滑動摩擦力永遠都是一個與運動方向相反的力,也就是永遠的阻力,。
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" l* v+ ? a: s% U接觸面擠壓:這里強調(diào)兩點,。一是兩物體接觸,不接觸無摩擦,。二是兩物體因為外力作用產(chǎn)生擠壓變形,。
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) y1 n9 w1 ]1 b" d \9 a' h- m表面粗糙度:這個不做說明了。但是這里需要強調(diào)的一點是,,絕對光滑的表面不會產(chǎn)生滑動摩擦力,。這點切忌。
$ R/ D7 K1 P& o( j滑動摩擦力與接觸面積大小無關,、與物體運動速度無關,。9 }6 C/ c+ D6 ^
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滾動摩擦:滾動摩擦力的實質是滾動體與接觸面因為產(chǎn)生擠壓變形,而形成的傾翻阻力,。(但不僅限于擠壓形變),。從本質上講,我們通常研究的滾動摩擦力是靜摩擦力的積分形式,,必須說明,,靜摩擦力在這里的作用是穩(wěn)定瞬心,但也是產(chǎn)生傾翻阻力矩的原因,,這點上我與度娘百科的分歧很大,。滾動摩擦的三個要素點:接觸且擠壓、相對滾動(傾翻),、接觸面粗糙。+ l! X5 I% L7 o4 {; T/ n7 k
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相對滾動(傾翻):這點是滾動與滑動的最大區(qū)分點。換句話說,滾動摩擦力是一種阻礙物體翻轉的力。他阻礙的是物體的滾動(翻轉)趨勢。而從另一個角度對比說。我們研究滑動摩擦,研究的是質點的力等效平移后的力平衡關系,。我們研究滾動摩擦,,研究的是物體的力等效平移后的力矩平衡關系。這是區(qū)別對待滑動摩擦和滾動摩擦的關鍵,。; K7 ^4 W# n5 ?& h0 |0 B* L
8 A4 h1 P; P- P, R4 S接觸且擠壓:雖然要素相同,,但是性質不同,�,;瑒幽Σ恋臄D壓力本身不產(chǎn)生阻礙運動的效果(正壓力與滑動摩擦力垂直),;滾動摩擦的擠壓產(chǎn)生阻礙水平運動的效果(支撐力必然產(chǎn)生水平分力,如附圖,。靜摩擦力產(chǎn)生反扭矩)。& ^: M, b2 m- }( m; ?* m6 V
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接觸面粗糙:這個在前面有提到,。即,滾動摩擦產(chǎn)生的前提是存在靜摩擦,,因此需要接觸面粗糙,。這里特別指出:在光滑表面,,滾動的物體會停在原地轉動(但沒有水平位移),,而水平移動的物體會保持速度水平移動。這就是滾動摩擦力和滑動摩擦力的表象區(qū)別。3 t. i ^/ R3 U5 o
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逍遙曾有一句話形容滾動摩擦,,我認為是很貼切的。就是“滾動摩擦可以看成是無限邊數(shù)的正多邊形滾動,。其滾動摩擦系數(shù)就是其單邊邊長的一半”,。這里請參考我附圖中的演變過程,。這也從一個側面證明,,滾動和滑動的產(chǎn)生機理不同,,不能把滑動摩擦看成是曲率半徑無限大的滾動摩擦。
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! l& w7 l7 B0 {6 S* a0 e/ D3 h* E先說這么多,歡迎大家討論,。
( B; d+ I+ H/ x! b/ X(感謝鷹大的加分和點亮) |
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