Кочення тіл. Момент сили. Рівняння обертового руху при наявності сил тертя

     ІV. КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

          При коченні колеса по похилій площині виникають сили тертя. Якщо колесо котиться без ковзання, то виникає сила тертя спокою. Величина цієї сили F визначається законом Кулона

,                                         (9.1)

де k - коефіцієнт тертя спокою, N - сила нормального тиску. Сила тертя F завжди паралельна площині стикання взаємодіючих тіл. Якщо при коченні колеса виникає ковзання, то з’являється сила тертя ковзання, величина якої визначається рівністю

.                                      (9.2)

Коефіцієнт тертя k ₁ залежить не лише від властивостей поверхонь, між якими виникає тертя, але і від їх відносної швидкості. Якщо швидкості малі, то його можна вважати постійним і рівним коефіцієнту k (k ₁ = k).

     При коченні циліндра по площині слід враховувати деформацію площини і циліндра. Сила реакції опори не проходить через центр ваги циліндра, а дещо зміщена вперед в напрямку руху. Це веде до появи моменту сили реакції опори відносно осі обертання циліндра, який перешкоджає його обертанню. Цей момент носить назву моменту сил тертя кочення і може бути записаний у вигляді:

,                                               (9.3)

де k ₂ - коефіцієнт моменту сил тертя кочення. Він суттєво відрізняється від коефіцієнтів k і k ₁, оскільки є розмірною величиною і, власне кажучи, характеризує плече сили тиску опори відносно осі циліндра.