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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 " P8 W7 D5 l4 t5 v% H
: Z8 E+ R# O4 Y& m  X+ M! l
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?3 q  V! K0 p( Q/ ~$ b! N
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。3 j0 J2 ^& Q) }( B
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。. X8 m+ b' Y7 C" o
请问:7 {1 e: z2 P2 L) o. e8 ~
1、若在最上点用力,到两轮相对滚动时,该力需多大?& F& `3 n* e( e6 z5 X& \
2、若在最下点用力,到两轮相对滚动时,该力又需多大?
' j1 v* _0 s1 ~4 N' B! Q9 ^& r' c# O& z2 _
题目若不明,请评论,吾即更改。( n7 j1 t! F' X6 K; B+ y; F0 x

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发表于 2013-9-6 19:35:37 | 显示全部楼层
小轮是固定?2 G; U4 y: B! z4 a9 w% T2 B+ d5 v- z
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 4 p5 ~6 `* v: ^3 U- r

$ n. x; b) W: J; i+ Z0 `$ zf1*0.025=u*100  K- A3 _9 A; h% ?$ T1 m* ^' a2 V
0 E* ?* P' g5 _3 G
f1=4000u
' \$ f  S7 w9 S2 F
" L9 `3 C$ w% R  A3 o1 O4 v4 r+ Xf2*0.05=u*100# a% M7 {: O1 p( f% ?

5 D" w5 a2 i) bf2=2000u. a% s& o  y& R; ]1 h4 O' V
6 D" ^. w& `8 n9 U
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 j& w% K7 f9 l3 A  a( c& Y& U5 A0 P
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, l# O" {8 E" r9 D! A: I

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

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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
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
 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 9 g8 J7 J; `5 p9 ^
- q3 a4 A+ I( d# P
唉,都去非诚勿扰了……
4 z" v. E' A  o: J7 U2 o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”。
( `# t% E  r) G$ H4 i/ ]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
& G7 z+ w  N0 A上4u,下u ?

' v. ?* s7 h7 Y/ F) z' k“滚动摩擦系数的多边形比拟”
) J0 M& Q$ b* v; a/ w/ a9 V" L! M' O/ ^

! K) g% g) U& i: z

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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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