Молекулярная физика страницы / Suai 80 vkclub152685050

Сила трения качения возникает из.за деформации материалов поверхностей катящегося тела и опоры, а также из.за разрыва временно образующихся молекулярных связей в месте контакта. Рассмотрим первую из названных причин, поскольку вторая су. щественна лишь при очень хорошей полировке тел. При качении цилиндра или шара по плоской поверхности в месте контакта и перед ним возникает деформация катящегося тела и опоры. Тело оказывается в ямке (рис. 7.4) и вынуждено все время из нее выка. тываться. Из.за этого точка приложения силы реакции опоры Q смещается немного вперед по ходу движения, а линия действия этой силы отклоняется немного назад. Нормальная составляющая силы Q есть сила упругости (Qn = N), а тангенциальная − сила тре. ния качения (Qτ = Fтp). Для силы трения качения справедлив при. ближенный закон Кулона:

В этом выражении R − радиус катящегося тела, а f − коэффици. ент трения качения, имеющий размерность длины. Понятно, что для мягких веществ коэффициент трения качения больше, чем для твердых.

Для шара, катящегося по опоре (рис.7.2), проекция этой силы на траекторию

При движении от положения равновесия следует брать знак “–”, при движении к положению равновесия – знак “+”. Таким обра. зом, сила трения постоянна по величине и переменна по направ. лению. Учитывая сказанное и вводя обозначение

которое имеет смысл максимального отклонения маятника, при котором силы трения еще могут удерживать шар в состоянии по. коя, получаем окончательное выражение для колебаний наклон. ного маятника:

82