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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 z" h; t! q8 J- C  `( p1 b# [7 j  h3 V. E1 k2 j' A
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?6 J& a1 b0 Y& {" ?
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。
  y1 d' v! f* i- [) I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。
$ M9 B1 C) ]$ ~7 R6 c/ U请问:4 L/ l  ~# b% |% A/ M, D0 h( V
1、若在最上点用力,到两轮相对滚动时,该力需多大?
' _: y9 c9 J) N) q% W# G2、若在最下点用力,到两轮相对滚动时,该力又需多大?
# J. L+ O; ?' l; l/ l
5 ?" z0 l) E. j3 Z. ~- c' l题目若不明,请评论,吾即更改。
& i, ?" y7 ]$ _8 N% V; _

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发表于 2013-9-6 19:35:37 | 显示全部楼层
小轮是固定?9 C& a% v# W7 r- R: r
如果中间轴承的阻力忽略,只要有力就可以滚动吧?

点评

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
发表于 2013-9-6 19:38:34 | 显示全部楼层
明显不成比例嘛,大侠

点评

是的,已改好了 :D  发表于 2013-9-6 19:42
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
9 I$ H. S! A7 U" z1 U/ I, j4 w6 s" O" b( r1 v% u: M8 `
f1*0.025=u*100
; q  |6 k* F" Q- }+ C
, g( P- E( s- \3 b# Y6 pf1=4000u  B3 j' o0 X9 O. L: Q8 t
6 q% |) n  j1 |
f2*0.05=u*1009 W$ P- A: P2 u3 i

( I! O* v. A/ _6 af2=2000u+ Q" X" [7 A! a# T1 \" t& Z! O+ q

( G$ V2 A/ h' K. G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?1 h" N4 c' u# d* x
0 M& h' q. i% {. T& F' g' H% s
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
/ E( O, c& B: Q# R  Q/ h

点评

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
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

点评

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
发表于 2013-9-6 21:36:23 | 显示全部楼层
上4u,下u ?

点评

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
 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
3 U' J% f( e+ C. N
& O. r4 w* D/ W- M唉,都去非诚勿扰了……+ p! z; Z" z" E3 H' E
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”。
  M! f) ?5 H8 X# t想看看大伙儿的方法。
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

点评

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
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
 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 + T5 s% J8 q( l5 i* n+ J6 v
上4u,下u ?
5 b# \% x7 H3 G2 S
“滚动摩擦系数的多边形比拟”
9 n; d' Y: j3 x1 t' d* u' }
# Q# G/ n# w- P6 l% K9 Q- t. X5 A& e% E- c' H! W6 C

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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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