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独乐乐不如众乐乐

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发表于 2013-9-6 19:21:51 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 逍遥处士 于 2013-9-6 22:04 编辑 9 B' @; ?9 v/ @7 m9 v8 l" `1 ~
6 E& i( k/ o& ]+ N9 e
近日琢磨滚动摩擦系数的时候,心有所感,心想独乐乐不如众乐乐,也给大伙儿出道题,如何?! J+ L) k' u! E7 j$ l
如图,大轮直径φ100mm,小轮直径25mm,二者之间正压力100N,二者滚动摩擦系数为u,忽略中间轴承的阻力矩。! l2 P9 w7 u" u3 h2 v
两轮都是定轴转动。补充下,两轮是钢轮,但不是绝对刚体,否则就没得玩儿了。) ]! o( s( w0 V
请问:
- N* ]8 Z8 ^4 q$ X; i1、若在最上点用力,到两轮相对滚动时,该力需多大?$ \& K7 g: |, W$ w3 y/ z6 Y
2、若在最下点用力,到两轮相对滚动时,该力又需多大?
; x& K* Z9 u7 r1 A% `1 |& \! x# _0 u
题目若不明,请评论,吾即更改。
# ?& t- h3 b1 _/ F' _9 `9 Z

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参与人数 1威望 +1 收起 理由
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发表于 2013-9-6 19:35:37 | 显示全部楼层
小轮是固定?
  j7 K6 R7 H) W如果中间轴承的阻力忽略,只要有力就可以滚动吧?

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我感觉你是对的,如果把力作用在上轮上面,对于下轮来说忽略轴承力的话,只要有力就可以转了  发表于 2016-9-24 11:06
我觉得我说的没错,在整体上来说它只要有力就可以运动。您说的滚动摩擦可以理解为内力,它是平衡的。整体上可以把两圆当做一个平衡的系统。所以您在哪个点施加力都是一样的。多大多小都可以,一样的。  发表于 2013-9-6 23:26
1、两轮都是定轴转动。2、似乎不然吧?  发表于 2013-9-6 19:44
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发表于 2013-9-6 19:38:34 | 显示全部楼层
明显不成比例嘛,大侠

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是的,已改好了 :D  发表于 2013-9-6 19:42
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发表于 2013-9-6 20:07:43 | 显示全部楼层
本帖最后由 trilemma 于 2013-9-6 20:13 编辑 : [; K; v7 I3 }" C  |
8 x4 p3 O& T% Y. q8 A
f1*0.025=u*100
- u1 v' ~9 n4 \0 U4 T) t! s0 S, ^- B4 n; v( Q( `( x/ F/ W) L
f1=4000u# k% m, a) ~7 L0 J3 J( n5 K: j" |
& S; M& a2 ?5 y1 l  b, f8 K! d
f2*0.05=u*100- R7 t+ I" U- K0 t- m, s
' H, z( U( B; U4 r
f2=2000u
  c% ]3 Q. L' Q" Y  {5 }8 u# A% z, m! x4 \* ]
感觉哪里不对...假设两轮无相对滑动匀速转动,是否需要一恒扭矩来维持?- K, {$ a+ G% D# N/ u$ s# A

3 r0 c4 |( T$ s* l4 ^或者换一种说法,初始有j1ω1+j2ω2的动量,自由状态下是否最终停下来了) B& O- ^, M8 z) h2 L; W4 _" X

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肯定需要扭矩来维持,如果不加力,就停止转动了。  发表于 2013-9-6 21:55
从静止慢慢加力,一直到能转动,测量此时加力的大小。  发表于 2013-9-6 21:51
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发表于 2013-9-6 21:19:59 | 显示全部楼层
两轮子中心固定且不计摩擦。 两轮见正压力100,可看成两个质量相同的轮子都在平面上滚动,两个F 是一样的 100u

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请看10楼是否有错误。  发表于 2013-9-7 08:22
答对一半 ,哪一半呢 逍遥大侠给指正下  发表于 2013-9-7 08:07
感觉您答对了一半^_^  发表于 2013-9-6 21:53
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发表于 2013-9-6 21:36:23 | 显示全部楼层
上4u,下u ?

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我的分析结果竟然是一样大,挺奇怪的。  发表于 2013-9-6 22:42
我的分析见后,若有谬误,请指正。  发表于 2013-9-6 22:42
100u=25*2F上。100u=50*2F下  发表于 2013-9-6 22:23
修正下,2u , 0.5u. 力的作用位置不同。忘记这个了  发表于 2013-9-6 22:22
来过程,兄弟!  发表于 2013-9-6 21:57
no...  发表于 2013-9-6 21:56
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 楼主| 发表于 2013-9-6 21:57:55 | 显示全部楼层
本帖最后由 逍遥处士 于 2013-9-6 22:13 编辑
4 C3 T; k* w" ]5 @4 o! t3 P9 t7 F: _- B' f2 f
唉,都去非诚勿扰了……! k; m) `4 R) {( \/ k3 k( d
结果吾已经推出来了,用的是鄙人一直以来用的“多边形比拟法”。
" Y/ I0 c" t2 ?3 d  L7 g2 C想看看大伙儿的方法。
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发表于 2013-9-6 22:02:43 | 显示全部楼层
如果两者皆为刚体,轴承摩擦不计,只要是转动的,那就不需要力来维持啊,牛顿定律-力的作用是改变运动状态,维持不需要

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他们接触点线速度相同,有摩擦系数但没有相对运动趋势啊!产生摩擦力有两个条件  发表于 2013-9-6 23:46
有滚动摩擦系数。需要力来维持。  发表于 2013-9-6 22:04
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发表于 2013-9-6 22:10:59 来自手机 | 显示全部楼层
不懂呀!来自: Android客户端
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 楼主| 发表于 2013-9-6 22:46:22 | 显示全部楼层
zerowing 发表于 2013-9-6 21:36 8 r/ O" H) w& ^, @3 W3 A
上4u,下u ?
7 q' l) q0 V5 \4 y  a) l. i+ R
“滚动摩擦系数的多边形比拟”( a" a  R3 G8 `4 t$ Y& q
9 y# Q. P3 W0 O2 \7 q3 z
+ C! R! M" v3 x! B! w* u

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余琢磨这玩意儿老久了~~~  发表于 2013-9-7 08:25
恩,继续无视吧,值一样大。  发表于 2013-9-6 23:26
F上=5u, F下=1.25u。  发表于 2013-9-6 23:24
查了下手册,无视我的观点好了。逍兄计算的前半部分没错。摩擦阻力矩=N*uk*(1+R1/R2),所以F上=N*uk*(1/R1+1/R2). F下=N*uk*(1/R2+R1/R2^2); F上/F下=R2/R1。符合扭转传输规则。  发表于 2013-9-6 23:19
如果使用力平移,比如你途中的位置,则应在平移后补充一个反扭矩,即N*u,逆时针。平衡掉平移产生的假想扭矩。所以,计算中,也没有N*L/2这一项。  发表于 2013-9-6 22:58
逍兄,你这个计算里面对支点的选择貌似有问题。N应该在正压平面正中才对。所以,如果是相对圆心计算,则N不产生扭矩。相对压平点计算,Ff不产生扭矩,也就是二者只得其一。  发表于 2013-9-6 22:52
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