ロダへの抵抗 – ウィキペディア、無料​​百科事典

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ローリングを可能にする断片の異なる形状

ローリング抵抗 ボディが表面を転がし、そのうちの1つまたはその両方を変形させると発生します。私たちが見るように、剛性のある（変形しない）表面を転がす剛性（可塑性のない）固体の場合、ローリング抵抗について話すことは意味がありません。

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の概念 ローリング係数 摩擦係数のそれに似ており、後者が互いにスライドまたはスリップする2つの表面を暗示する差がありますが、ローリング係数では、ホイールとそれが転がる表面の間にそのようなスリップはありません。

一般性 [ 編集します ]

一方では、顕微鏡スケールでは、ホイールは正確に円形の標高を示しません。また、ルーダが平らなプロファイルを構成しない表面は、どちらの場合も不規則性があるためです。ただし、これは係数に影響を与える主な要因ではなく、ヒステリシスです。ホイールは、それが構築されている材料とそれ自体の重量に応じて、それがサポートする負荷に加えて、変形と回復の繰り返しサイクルを回転させる変形に苦しみます。これらのサイクルは熱エネルギー散逸を好みます。さらに、この変形は、床のみの線だけでなく表面をサポートすることを前提としています。

ローリング係数の終わりは、完全なセットで経験的パラメーターを確立することです。これにより、システム（静的ローリング係数）を移動するための力を十分に提供するか、速度（動的ローリング係数）を維持することができます。後者は速度にも依存します。

コンセプト開発 [ 編集します ]

図1.サポートGeneratrixの変形。

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図2.可塑性のない舗装上の可塑性のないシリンダーのリング。

図3.変形しやすいシリンダーを、不適合な舗装に転がします。

実際、転がり抵抗は、転がす体、またはそれが転がる表面、または同時にその両方が、接触点に大きな圧力が存在するため、わずかに変形しているときに現れます。平らな表面をサポートするシリンダーのケースについて考えてみましょう。シリンダーのすべての重量は、わずかな接触面（厳密に幾何学的な視点からのジェネラットリックス）に重力を付けます。接触の圧力が非常に大きいため、剛性のある材料でさえ変形することを理解するのは簡単です。このようにして、体、それを支える表面またはその両方が変形し、圧力が低下し、弾性平衡の状況が回復するまで接触面積を増加させます。要約すると、実際の体を実際の表面に転がすと、図1に示すように変形が発生し、身体が先に提示され、そのローリングに反対する小さな障害を「克服」しなければなりません。

剛体（理想） [ 編集します ]

まず、可塑性のないボディ（たとえば、シリンダーやホイールなど）の理想的なケースを考えてみてください。表面が水平である場合、シリンダーに作用する力は次のとおりです。

p {displaystyle p、}

そして、通常の平面反応

n {displaystyle n、}

。今、私たちが力を適用した場合

f {displaystyle f、}

シリンダーの軸の上に、平面と平行で軸に垂直に、摩擦力が現れ、

f {displaystyle f、}

、Aで、適用された力と反対方向に

f {displaystyle f、}

。シリンダー軸に対する摩擦力の瞬間、

m = f r {displaystyle m = fr、}

軸の周りにシリンダーを回します。したがって、可塑性のない表面によって支えられていない廃止可能な体の場合、力はどんなに小さくても

f {displaystyle f、}

、ローリングが発生します（スライドを避けるのに十分な静摩擦がある場合）。これらの条件下では、彼らは転がり抵抗について話すのに理にかなっています。

変形可能な（実際の）体 [ 編集します ]

実際の状況では、体はほとんど変形しません。図3に示すように、連絡先はGeneratrix（前の例のように）ではなく、狭いA’A帯域 ”に沿って実行されません。これにより、サポートの反応が発生します。ローリングに反対するペアの外観を引き起こす反応。問題を簡素化するために、あらゆる瞬間にシリンダーが「渡りされるジェネラトリックス」を回転させて、それに反対する小さな障害を克服することができるようにする必要があると想像できます。これは、変位した正常な反応の作用線を考慮することと同等です n μで指定する距離 r 、図3に示すように、ローリング抵抗と適用されたペアのトルクはそれぞれ価値があります

（ 初め ））

m res= m rn {displaystyle m_ {text {res}} = mu _ {text {r}} n、}

（ 2 ））

m apl= r f {displaystyle m_ {text {apl}} = rf、}

危機的な条件下では、ローリングが始まると、適用またはスターターのトルクが耐性トルクよりも大きくなるため、

（ 3 ））

m arranque≥ m res⇒ r f ≥ m rn {displaystyle m_ {text {arranque}} geq m_ {text {res}} qquad rightarrow qquad rfgeq mu _ {text {r}} n、}

そのため、シリンダーがifの場合は転がし始めます

（ 4 ））

f ≥ μrNR= c rrn {displaystyle fgeq {frac {mu _ {text {r}} n} {r}} = c_ {text {rr}} n}

これにより、開始に必要な最小の力値が得られます。

係数 [ 編集します ]

大きさ

m r {displaystyle mu _ {text {r}}、}

、長さの寸法を持っていることは、非常に回転抵抗係数です。上記の式から、開始トルクは通常の反応に比例することになります

n {displaystyle n、}

そして、開始に必要な牽引力がシリンダーの半径に反比例すること。それは、小さなものよりも大きな車輪の利点です。係数の値

m r {displaystyle mu _ {text {r}}、}

それは接触中の体の性質に依存します（主にそれらの剛性に）。

無次元の大きさ

（ 5 ））

c rr= μrR{displaystyle c_ {text {rr}} = {frac {mu _ {text {r}}} {r}}}}

それは電話です ローリング係数 。

一般に、ローリング係数は、スライド摩擦係数（静的および動態）よりもはるかに低い値を持っています。したがって、エネルギーの損失を減らし、メカニズムと機械に地滑りをローリングに置き換えるために、はるかに便利です。それが、ホイールの発明、そりの上での車の利点を提供した利点です。

ローリング係数とシステムの重量と摩擦係数とは異なり、摩擦角を介してローリング係数を計算するために常に動作可能になるとは限りません。

ローリング係数の値は、以下に応じて、各システムの特徴です。

  • ホイールと表面の剛性または硬度、
  • ホイールの半径（最高の無線マイナーレジスタンスへ）、
  • 各ホイールが提出される重量または負荷、
  • 接触、相対的な形などの表面の仕上げ。
  • 接触面間の粘度
  • 体の温度
  • 空気圧または油圧ホイールの場合、その圧力（抵抗が少ない）、

例として、功利主義車のブレーキ計算のために、の値 c RR 約0.012、および約0.0005の列車で。

ローリング抵抗の例 [ 編集します ]

ローリング抵抗ボックス： [初め]

説明
0.0002 a 0.001 [ 初め ] ​ [ 2 ] ​ 0,5 mm スチールレール上の鉄道ホイール
0.001 a 0.0015 0,1 mm 鋼の鋼球のベアリング
0.0025 [ 3 ] ​ 太陽自動車/エコメトン用の特別なミシュランタイヤ
0.005 標準の路面電車
0.0055 ソーラーカーに使用されるBMX自転車タイヤ [ 3 ] ​
0.006 a 0.01 Lisa Roadの低抵抗車タイヤとトラックタイヤ
0.010 a 0.015 [ 4 ] ​ 石のスラブ上の普通の車のタイヤ
0.020 コンクリート上の普通の車のタイヤ
0.030 a 0.035 タールまたはアスファルトの通常の車のタイヤ
0.055 a 0.065 草、泥、砂の上の普通の車のタイヤ
0.3 [ 4 ] ​ 草、泥、砂の上の普通の車のタイヤ

たとえば、アスファルト道路の1000 kgの車には、約300 nの力または推力が必要です（1000 kg×9.81 m/s 2 ×0,03 = 294,30 n）。

ローリングとスライドなし [ 編集します ]

方程式 （ 4 ）水平方向の力がホイールまたはシリンダーの動きを開始するために必要な最小値の問題に対する反応を与えます。それに関連する別の問題は、ホイール上のモーター軸によって適用される特定のトルクが特定の荷重を置き換えることができるかどうか、それとも逆にスケートをして装飾されていないスライド状況を引き起こすかどうかです（たとえば、車が氷上で開始しようとするとき、または潤滑液がある地面で起こるとき）。スライドせずにローリングするために必要な条件は次のとおりです。

μrR≤ m {displaystyle {frac {mu _ {text {r}}} {r}} leq mu}

どこ：

参照してください [ 編集します ]

参照 [ 編集します ]

書誌 [ 編集します ]

  • オルテガ、マヌエルR.（1989-2006）。 物理レッスン（4巻） 。 monytex。 ISBN 84-404-4290-4、ISBN 84-39218-7、ISBN 84-398-99,99,99,604-444-444 。
  • Resnick、Robert＆Halliday、David（2004）。 第4物理学 。メキシコ、セクサ。 ISBN 970-24-0257-3 。
  • Serway、Raymond A。; Jewett、John W.（2004）。 科学者とエンジニアのための物理学 （英語で） （6thEdición）。ブルックス/コール。 ISBN 0-534-40842-7 。
  • タイプ、Paul A.（2000）。 科学技術の物理学（2巻） 。バルセロナ：編復帰。 ISBN 84-291-4382-3 。

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