Сила трения качения

Необходимо определить силу трения качения для тележки
Автор
Сообщение
Simlion
#56993 2023-06-21 19:34 GMT

Добрый день! Помогите разобраться. Вот есть такая задача: Имеется тележка массой 400кг, она имеет 4 колеса диаметром 100мм, тележка стоит на стальных рельсах. Необходимо определить силу трения. Есть формула F=uN/r, где u — коэффициент трения для стали по стали принимаем его 0,002; N — реакция опоры в данном случае это mg и примерно 4000Н и r -  радиус колеса что составляет в метрах 0,05м. По формуле получаем значение 160Н.  Нужно ли реакцию опоры поделить на 4 колеса ведь нагрузка распределяется равномерно? И если посчитать силу трения с учетом распределенной нагрузки то сила трения составит 40Н. Ка правильно? Какое в итоге нужно приложить усилие к тележке что бы сдвинуть ее с места >160Н или >40H?

zam
#56995 2023-06-21 21:04 GMT
#56993 Simlion :

 Есть формула F=uN/r, где u — коэффициент трения для стали по стали принимаем его 0,002;

0.002 чего? Коэффициент трения качения — величина размерная. Обычно задаётся в сантиметрах. Для стали он находится в пределах 0.001 — 0.005 см :

 

Допустим, вы прииняли коэффициент трения качения u = 0.002 см.

 По формуле получаем значение 160Н. 

Подставляем в формулу.

\(u=\frac{uN}{r}=\frac{umg}{r}=\frac{(0.002\; см)(400 \; кг)(10 \frac{Н}{кг})}{0.05\; м}=160\; Н\frac{см}{м}=160\cdot 0.01\; Н=1.6\; Н\)

Нужно ли реакцию опоры поделить на 4 колеса ведь нагрузка распределяется равномерно?

Не нужно. Колёс в 4 раза больше — сила реакции опоры на одно колесо в 4 раза меньше, сила трения на одно колесо в 4 раза меньше. Сила трения на все колёса — та же самая.

 Какое в итоге нужно приложить усилие к тележке что бы сдвинуть ее с места >160Н или >40H?

\(1.6\; Н\)  .

Simlion
#56996 2023-06-21 21:15 GMT

Получается что бы сдвинуть с места тележку нужно приложить к ней силу в пару килограмм и она покатится? Странно что онлайн калькуляторы при тех же параметрах выдают значение 160Н, причем при вводе параметров размерность коэффициента трения не уточняется.

zam
#57000 2023-06-21 22:05 GMT
#56996 Simlion :

Получается что бы сдвинуть с места тележку нужно приложить к ней силу в пару килограмм и она покатится?

Для реальной тележки гораздо больше трение в осях колёс. Вот если там отличные, хорошо сбалансированные и хорошо смазанные подшипники, то именно так и будет.

Ну и про «сдвнуть с места». Лучше говорить — для поддержания постоянной скорости движения. Максимальная сила трения покоя несколько больше силы трения движения. Всем известно — что шкаф, что тачку труднее всего сдвнуть с места, дальше уже легче.

Странно что онлайн калькуляторы при тех же параметрах выдают значение 160Н,

Ссылочку не дадите?

причем при вводе параметров размерность коэффициента трения не уточняется.

Значит барахло.

Simlion
#57001 2023-06-21 22:19 GMT

Ну вот к примеру:

https://www.center-pss.ru/math/statika/sila-trenia-kachenia.htm

https://ciox.ru/rolling-friction

Сила трения покоя F=mN, m — коэффициент трения принимаем 0,15, реакция опоры прежняя 4000H в итоге F=0.15*400*9,81=588,6Н, что примерно 59кг. Верно?


отредактировал(а) Simlion: 2023-06-22 07:35 GMT
zam
#57004 2023-06-21 23:34 GMT
#57001 Simlion :

Ну вот к примеру:

https://www.center-pss.ru/math/statika/sila-trenia-kachenia.htm

https://ciox.ru/rolling-friction

Как и следовало ожидать, барахло.

Сила трения покоя F=mN, m — коэффициент трения принимаем 0,15, реакция опоры прежняя 4000H

Зачем «покоя»? Просто сила трения.

в итоге F=0.15*4000=588,6Н

\(F=0.15*4000 \; Н =600 \; Н\)

, что примерно 59кг. Верно?

Нет.

\(600 \; Н \approx 61.18 \; кгс\)

кг -  это килограмм-массы (или просто килограмм).

кгс (или кГ) — это килограмм-силы.

Эти штуки нельзя путать ни в коем случае!!

Но это задача про трение скольжения, а не качения.

Про трение качения можно почитать вот тут:  https://scask.ru/q_book_stm.php?id=28  https://scask.ru/q_book_stm.php?id=28  .

Evalmer
#57005 2023-06-22 00:07 GMT
#56996 Simlion :

 размерность коэффициента трения не уточняется.

А, по-вашему, у  коэффициента трения имеется размерность?

Evalmer
#57006 2023-06-22 00:22 GMT
#56993 Simlion :

 Ка правильно? Какое в итоге нужно приложить усилие к тележке что бы сдвинуть ее с места >160Н или >40H?

  • Считайте отдельно по каждому колесу (с 1/4 общего давления), а потом суммируйте результирующую силу по всем своим колесам: получите 160.
  • Такой же рузультат (160) будете получать и для 6-колесной телеге и 8- и т.д.
zam
#57009 2023-06-22 00:39 GMT
#57005 Evalmer :
#56996 Simlion :

 размерность коэффициента трения не уточняется.

А, по-вашему, у  коэффициента трения имеется размерность?

У коэффициента трения качения размерность есть (обычно сантиметры). Это же отношение момента силы к силе. И это написано в любом учебнике. Ссылка есть выше.

zam
#57010 2023-06-22 00:43 GMT
#57006 Evalmer :

Такой же рузультат (160) будете получать и для 6-колесной телеге и 8- и т.д.

Только не 160, а 1.6.