Valivé tření je druh tření, ke kterému dochází při kutálí se předmět nad povrchem. Na rozdíl od kluzného tření, ke kterému dochází při dva objekty klouzat proti sobě, valivé tření je obecně méně významné a vyžaduje menší síla překonat. Je to proto, že valivé tření zahrnuje interakci mezi předmětem a povrchem, kde tvar objektu a texturu povrchu hrát role při snižování třeníal síla. Valivé tření je běžně pozorováno v různé každodenní situace, jako když pneumatiky auta válet se po silnici nebo když se po zemi kutálí míč.
Key Takeaways
| Valivé tření | |
|---|---|
| 1 | Typ tření, ke kterému dochází, když se předmět převaluje po povrchu |
| 2 | Vyžaduje menší sílu k překonání ve srovnání s kluzným třením |
| 3 | Tvar předmětu a povrchová struktura ovlivňují valivé tření |
| 4 | Běžně pozorované v každodenních situacích, jako jsou pneumatiky automobilů na silnici |
| 5 | Hraje klíčovou roli v účinnosti mnoha mechanických systémů |
Pochopení valivého tření
Jednoduchá definice valivého tření
Valivé tření je druh tření, ke kterému dochází při kutálí se předmět nad povrchem. Je to odpor, kterému čelí odvalující se předmět v důsledku deformace předmětu a povrchu, po kterém se kutálí. Toto třeníal síla brání pohybu předmětu a je ovlivněn různými faktory, jako je hmotnost předmětu, povaha povrchu a rychlost, kterou se předmět kutálí.
Když se kolo nebo koule kutálí po povrchu, zažívá valivý odpor. Tento odpor je způsoben deformací pneumatiky nebo koule a kontaktní plochy mezi předmětem a povrchem. Pneumatika se lehce deformuje, když přijde do kontaktu s povrch vozovky, Vytváření kontaktní náplast. Třeníal síla mezi pneumatikou a povrch vozovky na kontaktním místě je to, co poskytuje ο přilnavost pneumatiky a umožňuje vozidlu jet vpřed.
Valivé tření: Vědecká definice
In vědecké termínyvalivé tření je síla, která brání pohybu kola nebo koule valící se po povrchu. Je to způsobeno deformací předmětu a povrchu, po kterém se valí. Koeficient valivého tření (CRF) je mírou odporu proti odvalování a je ovlivněn faktory, jako je povaha povrchu, tlak v pneumatikách a kvalita pneumatiky.
Valivý odpor kola nebo koule lze vypočítat pomocí vzorec valivého odporu:
Kde:
– R je valivý odpor
– CRR je koeficient valivého odporu
– N je normální síla (váha předmětu)
Koeficient valivého odporu závisí na různých faktorech, včetně vlastnosti povrchu, vlastnosti pneumatikya rychlost. to je bezrozměrné množství což představuje účinnost ο klouzavý pohyb. A nižší valivý odpor koeficient indikuje menší odpor a lepší energetická účinnost.
Charakteristika valivého tření
Valivé tření exponáty několik vlastností které je důležité pochopit:
Závislost na zatížení: Valivé tření je přímo úměrné hmotnosti předmětu. Tak jako hmotnost se zvyšuje, zvyšuje se také valivý odpor.
Závislost na rychlosti: Valivé tření je ovlivněno rychlostí, kterou se předmět odvaluje. Při vyšších rychlostech se valivý odpor zvyšuje v důsledku faktorů, jako je deformace pneumatiky a zvýšený skluz mezi pneumatikou a povrch vozovky.
Závislost na povrchu: Příroda povrchu značně ovlivňuje valivé tření. Drsný povrch zvyšuje valivý odpor, zatímco hladký povrch jej snižuje.
Závislost na tlaku v pneumatikách: Pneumatika tlak hraje významnou roli při valivém tření. Vyšší tlak v pneumatikách snižuje kontaktní plochu mezi pneumatikou a pneumatikou povrch vozovky, Což má za následek zvýšený valivý odpor.
Pochopení valivého tření je zásadní v různých oblastech, včetně automobilové inženýrství, fyzika a sport. Studiem a optimalizací valivého odporu můžeme zlepšit efektivitu a výkon vozidel, snížit spotřeba energiea vylepšit celkový zážitek valících se předmětů.
Fyzika za valivým třením
Je valivé tření statické nebo kinetické?
Valivé tření je druh tření, ke kterému dochází při kutálí se předmět nad povrchem. to je kombinace statického a kinetického tření. Zpočátku, když je předmět v klidu, vstupuje do hry statické tření, aby se zabránilo sklouznutí předmětu. Jakmile se objekt začne kutálet, tření změny na kinetické tření. Takže valivé tření může být statické i kinetické, v závislosti na stát pohybu objektu.
Jak je způsobeno valivé tření?
Valivé tření je způsobeno deformací předmětu a povrchu, po kterém se odvaluje. Když se kolo nebo koule kutálí, oblast kontaktu mezi předmětem a povrchem není jediný bod ale malá náplast. Tato oprava je známá jako kontaktní náplast. Tak jako objekt se kutálí, kontaktní náplast deformuje, což způsobí, že objekt zažije odpor. Tento odpor je známý jako valivé tření.
Valivé tření síly lze vypočítat pomocí vzorec:
Kde:
– (F_{r}) je valivé tření síly
– (C_{rr}) je koeficient valivého tření
– (N) je normálová síla působící na předmět
Závisí valivé tření na ploše kontaktu?
Ne, valivé tření nezávisí na ploše kontaktu mezi předmětem a povrchem. Na rozdíl od kluzného tření, kde třeníal síla je přímo úměrná ploše kontaktu, valivé tření je nezávislé na ploše kontaktu. Je to proto, že k deformaci předmětu a povrchu dochází v rámci kontaktní plochy bez ohledu na to jeho velikost. Zvětšování nebo zmenšování oblasti kontaktu tedy významně neovlivňuje valivé tření.
Valivé tření vs. jiné typy tření
Pokud jde o tření, existují různé typy které vstupují do hry různé scénáře. Jeden z nejběžnější typy je valivé tření, ke kterému dochází při kutálí se předmět nad povrchem. v tento článek, porovnáme valivé tření s Jiných typů tření pochopit jejich rozdíly a jak ovlivňují různé situace.
Valivé tření vs kluzné tření
Valivé tření a kluzné tření jsou dva typy tření, ke kterému dochází, když se předměty vzájemně pohybují. Zatímco oba zahrnují odpor vůči pohybu, existují zřetelné rozdíly mezi nimi.
Valivé tření nastává, když se předmět, jako je kolo nebo míč, kutálí po povrchu. Je ovlivněna faktory, jako je deformace pneumatiky, kontaktní náplast mezi pneumatikou a povrch vozovkya tlak v pneumatikách. Koeficient valivého tření (CRF) je mírou odporu vůči klouzavý pohyb. Je ovlivněna kvalitou pneumatiky, tzv povrch vozovkya rychlost, kterou se kolo nebo koule odvalují.
Na druhé straně ke kluznému tření dochází, když dva povrchy kloužou proti sobě. Je ovlivněna silou, která stlačuje povrchy k sobě, drsnost povrchů a přítomnost of jakákoli maziva. Koeficient kluzného tření (CSF) je mírou odporu vůči klouzavý pohyb. Je ovlivněna faktory, jako je povaha povrchů, které jsou v kontaktu, a síla, která na ně působí.
Obecně je valivé tření typicky nižší než kluzné tření. To je proto, že klouzavý pohyb zahrnuje menší povrchová plocha v kontaktu, což má za následek menší třecí síla. Kromě toho je valivé tření ovlivněno faktory, jako je tvar a kvalita kola nebo koule, zatímco kluzné tření více závisí na povaze povrchů, které jsou v kontaktu.
Valivé tření vs. kapalinové tření
Valivé tření a kapalinové tření jsou dva různé typy tření, ke kterému dochází v odlišné situace. Zatímco při valivém tření dochází k převalování předmětů po povrchu, k tekutému tření dochází, když se předmět pohybuje tekutina, jako je vzduch nebo voda.
Valivé tření je ovlivněno faktory, jako je deformace pneumatiky, kontaktní náplasta tlak v pneumatikách. Na druhé straně je tření kapaliny ovlivněno viskozita tekutiny, tvaru předmětu a rychlost při kterém se pohybuje tekutinou.
Koeficient valivého tření (CRF) a koeficient tření kapaliny (CFF) jsou měřítkem odporu vůči pohybu v jejich příslušné scénáře. CRF je ovlivněna faktory, jako je kvalita pneumatiky, povrch vozovky, a rychlost válcování, zatímco CFF je ovlivněn viskozita tekutiny a tvaru předmětu.
Obecně je valivé tření typicky vyšší než tření kapalin. Je to proto, že tekutiny, zejména kapaliny, nabídka menší odpor k pohybu ve srovnání s pevné povrchy. Viskozita tekutiny hraje významnou roli při určování úroveň kapalinového tření, s více viskózní kapaliny což má za následek vyšší odolnost.
Valivé tření vs statické tření
Valivé tření a statické tření jsou dva typy tření, ke kterému dochází, když jsou předměty v klidu nebo uvnitř počáteční fáze pohybu. Zatímco oba zahrnují odpor vůči pohybu, existují zřetelné rozdíly mezi nimi.
Valivé tření vzniká při kutálí se předmět nad povrchem, zatímco statické tření nastává, když je objekt nehybný a tam je pokus uvést to do pohybu. Koeficient valivého tření (CRF) a koeficient statického tření (CSF) jsou měřítkem odporu vůči pohybu v jejich příslušné scénáře.
Statické tření je ovlivněna faktory, jako je síla stlačující povrchy k sobě a drsnost povrchů. Zabraňuje pohybu objektu až do vnější síla překonává to. Na druhé straně je valivé tření ovlivněno faktory, jako je deformace pneumatiky, kontaktní náplasta tlak v pneumatikách.
Obecně je statické tření typicky vyšší než valivé tření. Je to proto, že k uvedení předmětu do pohybu je třeba překonat statické tření, zatímco valivé tření nastává, jakmile je předmět již v pohybu. Koeficient statického tření je obvykle vyšší než koeficient valivého tření, což naznačuje větší odpor vstoupit statický scénář.
Praktické příklady valivého tření
Každodenní příklady valivého tření
Valivé tření je fenomén se kterými se setkáváme náš každodenní život aniž by si to uvědomovali. Je to odpor, ke kterému dochází, když kutálí se předmět nad povrchem. Pojďme prozkoumat několik každodenních příkladů valivé tření:
Řízení auta: Když řídíte auto, pneumatiky při kontaktu s pneumatikou zažívají valivé tření povrch vozovky. Toto tření je zásadní pro zajištění přilnavosti a umožnění pohybu vozidla vpřed. Částka valivý odpor závisí na faktorech, jako je tlak v pneumatikách, deformace pneumatiky a kvalita pneumatiky povrch vozovky.
Jízda na kole: Stejně jako u auta, pneumatiky jízdního kola také zažít valivé tření. Když šlapete a kola se otáčejí, pneumatiky přilnou povrch vozovky, což vám umožní posunout se vpřed. Valivý odpor může být ovlivněn faktory, jako je tlak v pneumatikách, běhoun pneumatikya kvalitu vozovky.
Tlačení nákupního košíku: Všimli jste si někdy, že to trvá více úsilí tlačit silně naložený nákupní košík? Je to proto, že kola z vozík zažívá valivé tření. Hmotnost of předměty ve vozíku zvyšuje sílu potřebnou k překonání odporu a pohybu vozíku.
Bruslení na kolečkových bruslích: Když kloužete dál kolečkové bruslekola trpí valivým třením s povrchem. Tření mezi koly a zemí vám pomáhá udržet rovnováhu a kontrolu váš pohyb.
Jak válcování snižuje tření: Aplikace v reálném světě
Hraje valivé tření zásadní roli při snižování celkové tření in různé aplikace v reálném světě. Pojďme vzít pohled at nějaké příklady:
Kuličková ložiska: Kuličková ložiska jsou široce používány ve strojích a vozidlech ke snížení tření. Skládají se z malé kovové kuličky které se odvalují mezi dvěma povrchy, minimalizují kontaktní plochu a snižují tření. To umožňuje plynulejší a efektivnější pohyb.
Pneumatiky vozidel: Návrh of pneumatiky vozidel je optimalizován pro snížení valivého odporu. Pneumatiky s nižší valivý odpor vyžadovat méně energie překonat tření, což má za následek zlepšená palivová účinnost. Výrobci toho dosahují používáním specializované dezény, materiály a optimalizace tlaku v pneumatikách.
Kolečka na skateboard a longboard: Skateboard a longboardová kola jsou navrženy tak, aby minimalizovaly valivý odpor. Obvykle jsou vyrobeny z tvrdší materiál a mají hladký povrch pro snížení tření se zemí. To umožňuje bruslařům dosáhnout vyšších rychlostí a snadněji provádět triky.
Horské dráhy: Horské dráhy spoléhat na to, že zajistí valivé tření vzrušující a plynulá jízda. Kola of tábořiště ubíhat stopy, minimalizuje tření a umožňuje vysokorychlostní zákruty, zatáčky a smyčky.
Výpočet valivého tření
Jak vypočítat valivé tření
Valivé tření je síla, která brání pohybu kola nebo valivého předmětu. Je to způsobeno deformací pneumatiky a interakcí mezi pneumatikou a pneumatikou povrch vozovky. Pochopení toho, jak vypočítat valivé tření, je důležité v různých oblastech, jako je strojírenství, fyzika a doprava.
Chcete-li vypočítat valivé tření, musíte zvážit několik faktorů, včetně koeficientu valivého tření, hmotnosti nebo síly působící na kolo a rychlosti valivého předmětu. Vzorec pro výpočet valivého tření je:
Kde:
– (F_{r}) je valivé tření síly
– (mu) je koeficient valivého tření
– (F_{n}) je normálová síla nebo hmotnost na kole
Koeficient valivého tření ((mu)) závisí na různých faktorech, jako je kvalita pneumatiky, povrch vozovkya tlak v pneumatikách. Reprezentuje částka tření mezi pneumatikou a pneumatikou povrch vozovky. Vyšší koeficient valivého tření indikuje a vyšší odolnost k válení.
Pochopení koeficientu valivého tření
Valivé tření koeficient ((mu)) je bezrozměrná hodnota to představuje poměr of valivé tření síla vůči normálové síle nebo hmotnosti na kole. Je ovlivněno několik faktorů, počítaje v to ο kvalita pneumatik, povrch vozovky Podmínkya tlak v pneumatikách.
Odlišné typy pneumatik mají různé koeficienty valivého tření. Například pneumatiky s měkčí směs běhounu mají tendenci mít vyšší koeficient valivého tření ve srovnání s pneumatikami s tvrdší směs běhounu. Projekt povrch vozovky také hraje významnou roli, as drsnější povrchy může zvýšit valivé tření koeficient.
Použití kalkulátoru valivého tření
Ruční výpočet valivého tření může být složitý, zvláště když se uvažuje více proměnných. Naštěstí existují kalkulačky valivého tření dostupné online, což může zjednodušit proces.
Chcete-li použít kalkulačka valivého tření, obvykle musíte zadat příslušné parametry jako je koeficient valivého tření, hmotnost nebo síla působící na kolo a rychlost valivého předmětu. Kalkulačka vám pak poskytne valivé tření síla.
Použití kalkulačka valivého tření může ušetřit čas a zajistit přesné výsledky. Je to užitečné zejména při jednání s složité scénáře nebo když potřebujete porovnat různé možnosti pneumatik or povrch vozovkys.
Pamatujte, že valivé tření je jen jedna složka of celkový odpor zakoušený pohybujícím se předmětem. Další faktory, Jako odpor vzduchu a ložiskové tření, také přispět celkový odpor.
Boření mýtů o valivém tření
Je valivé tření vždy menší než kluzné tření?
Jeden společný mýtus o valivém tření je, že je vždy menší než kluzné tření. I když je pravda, že valivé tření je obecně nižší než kluzné tření mnoho situací, není to vždy případ. Valivé tření vzniká při kutálí se předmět po povrchu, zatímco kluzné tření nastává, když dva povrchy kloužou proti sobě. Velikost of třeníal síla závisí na různých faktorech, jako je povaha povrchů, hmotnost předmětu a přítomnost of jakékoli mazání.
In některé případymůže být koeficient valivého tření vyšší než koeficient kluzného tření. To se může stát, když valivý povrch je hrubá nebo když je nedostatečná přilnavost pneumatiky. Například na mokrý nebo ledový povrch vozovky, valivé tření mezi pneumatikami a vozovkou může být vyšší než kluzné tření k tomu by došlo, kdyby pneumatiky klouzaly. v takové situace, valivý odpor může být větší než kluzný odpor.
Zvyšuje se valivé tření s rychlostí?
Další mýtus o valivém tření je to, že se zvyšuje s rychlostí. Není to tak úplně pravda. Valivé tření se sice zvyšuje s rychlostí, ale pouze do určitý bod. Mimo ten bod, valivý odpor zůstává konstantní bez ohledu na rychlost. Valivé tření je totiž primárně způsobeno deformací pneumatiky při jejím převalování povrch vozovky. Na nízké rychlostipneumatika se více deformuje, což má za následek vyšší valivý odpor. Nicméně, jak rychlost se zvyšuje, deformace pneumatiky klesá, což vede k pokles ve valivém odporu.
Vztah mezi valivým odporem a rychlostí lze popsat vzorec valivého odporu:
Kde:
– (R) je valivý odpor
– (C_{rr}) je koeficient valivého odporu
– (W) je hmotnost předmětu
Koeficient valivého odporu (C_{rr}) je konstanta, která závisí na různých faktorech, jako je tlak v pneumatikách, kvalita pneumatik, a povrch vozovky. Je důležité si uvědomit, že koeficient valivého odporu není přímo úměrný rychlosti. Místo toho dosáhne náhorní plošina za kterým dále zvyšuje v rychlosti výrazně neovlivňují valivý odpor.
Je valivé tření kontaktní silou?
Valivé tření je často mylně chápáno jako kontaktní síla mezi valivým předmětem a povrchem, po kterém se valí. Valivé tření však není kontaktní síla. to je výsledek interakce mezi pneumatikou a pneumatikou povrch vozovky. Kdy kutálí se předmět, jen malá část pneumatiky, známé jako kontaktní plocha, je v kontaktu s povrch vozovky. Kontaktní náplast je oblast, kde ο přilnavost pneumatikys vozovkou, poskytuje trakci a umožňuje vozidlu pohybovat se vpřed.
Valivé tření vzniká v důsledku deformace pneumatiky v kontaktní ploše. Tak jako pneumatika se odvaluje, kontaktní náplast podléhá kompresi a expanzi, což má za následek generace valivého odporu. Tento odpor brání pohybu předmětu a přispívá k němu celkovou ztrátu energie. Je důležité si uvědomit, že valivé tření nezahrnuje přímý kontakt mezi celý povrch pneumatiky a vozovky.
Jak souvisí valivé tření s pochopením mechanismu tření stick-slip?
Koncept valivého tření zkoumaný v valivé tření se připojuje k myšlence třecího mechanismu stick-slip diskutovaného v Porozumění mechanismu tření Stick-Slip. Valivé tření zahrnuje odpor, když se jeden předmět převaluje přes druhý, zatímco tření stick-slip se týká přerušovaného pohybu nebo zastavení, ke kterému dochází mezi dvěma povrchy v kontaktu. Pochopením principů valivého tření i tření stick-slip můžeme získat náhled na mechanismy, které ovlivňují interakci a chování objektů v různých kontextech.
Často kladené otázky
1. Jaká je definice valivého odporu?
Valivý odpor označuje sílu, která brání pohybu valivého předmětu, jako je např pneumatika, na povrchu.
2. Jak se liší valivé tření od kluzného?
Valivé tření vzniká při kutálí se předmět po povrchu, zatímco kluzné tření nastává, když předmět klouže po povrchu, aniž by se valil.
3. Závisí valivé tření na ploše kontaktu?
Ne, valivé tření nezávisí na ploše kontaktu mezi valivým předmětem a povrchem.
4. Je valivé tření statické nebo kinetické?
Valivé tření je typicky považováno za kinetické tření, protože zahrnuje odpor vůči pohybu valivého předmětu.
5. Proč je valivé tření menší než kluzné?
Valivé tření je obecně menší než kluzné tření, protože dochází k valivým předmětům menší povrchová plocha v kontaktu s povrchem, což má za následek nižší třecí síly.
6. Jaký je koeficient valivého odporu?
Koeficient valivého odporu je bezrozměrná hodnota to představuje vztah mezi síla valivého odporu a normálová síla působící na valící se předmět.
7. Jak lze zavést valivé tření?
Valivé tření může být způsobeno deformací pneumatiky a kontaktní plochy mezi pneumatikou a pneumatikou povrch vozovky.
8. Jaké jsou příklady valivého tření?
Příklady valivého tření zahrnují pneumatiky auta valit dál cesta, míč kutálející se po zemi, popř kolo jízdního kola válení po povrchu.
9. Je pro odvalování nutné tření?
Ano, tření je nutné, aby došlo k odvalování. Bez tření by valící se předmět nebyl schopen zachytit povrch a pohánět se dopředu.
10. Jak je způsobeno valivé tření?
Valivé tření je způsobeno interakcí mezi pneumatikou a pneumatikou povrch vozovky, což vytváří odpor vůči ο klouzavý pohyb objektu.
Také čtení:
- Dynamické tření je dobrá značka
- Tření v misích na průzkum vesmíru
- Jakým směrem působí tření
- Jak zjistit vliv tření na proudění tekutiny
- Tření v dopravě
- Jak zjistit třecí sílu v mechanismu okna
- Jak zjistit vliv mazání na tření
- Jak zjistit třecí sílu na různých svazích
- Tření ve výzkumu supravodičů
- Jak zjistit koeficient tření pro sportovní vybavení
Základní tým TechieScience pro malé a střední podniky je skupina zkušených odborníků z různých vědeckých a technických oborů včetně fyziky, chemie, technologie, elektroniky a elektrotechniky, automobilového průmyslu a strojního inženýrství. Náš tým spolupracuje na vytváření vysoce kvalitních, dobře prozkoumaných článků o široké škále vědeckých a technologických témat pro web TechieScience.com.
Všechny naše senior SME mají více než 7 let zkušeností v příslušných oborech. Jsou to buď profesionálové z pracovního průmyslu, nebo jsou spojeni s různými univerzitami. Odkazovat Naši autoři Stránka, kde se dozvíte o našich základních malých a středních podnicích.