Roata una din cele mai importante inventii ale omenirii,
este un mecanism care permite miscarea unui corp deasupra unei suprafete,
atunci cand corpul este apasat pe suptrafata (si implicit exista si
o reactiune normala a suprafetei). Totdeauna roata este folosita impreuna
cu o axa (osie). Roata se misca in jurul axei.
Vom compara modul in care se misca un corp fara roti (sau in cazul
exemplului nostru cu rotile blocate) si utilizand rotile si axele.
In primul caz, corpul aluneca pe suprafata, rezistenta la inaintare
este produsa de forta de frecare la alunecare Ff=mN, (m-coeficient
de frecare de alunecare, N- reactiunea normala a suprafetei).
In cel de-al doilea caz, rostogolire, rezistenta la inaintare scade.
Si in acest caz exista frecare de alunecare, dar ea se produce doar
intre ax si roata:
-
Forta de apsare normala este aceiasi, dar ea se distribue in mod egal pe cele 4 roti.
-
Distanta pe care se produce alunecarea scade. La o deplasare a rotii cu o circumferinta L=2*p*R (L-lungimea cercului, R-raza rotii) alunecarea se produce pe distanta l=2*p*r l - lunginmea circumferintei axului, r raza axului). Deci distanta pe care se produce alunecarea scade de L/l ori, adica R/r ori.
-
Coeficientul de frecare de alunecare intre rota si ax poate fi si el scazut prin folosirea lubrefiantilor si a rulmentilor (care transforma frecarea de alunecare in frecare de rostogolire)
Provocare:
Caruciorul folosit in experiment are masa de 402 g (caruciorul
cu masele marcate aditionale). Stiind ca deplasarea se face pe o distanta
de 2 m, ca raza rotilor este de 48 mm iar raza axului de 1mm si presupunand
ca coeficientul de frecare la alunecare (cazul 1) este de 0.2 asa
cum a rezultat in urma masuratorilor efectuate aici, sa se determine
Lucrul mecanic efectuat pentru deplasarea caruciorului pe distanta
data.
Teme pentru discutii:
-
Analizati miscarea si in functie de coeficientul de frecare de alunecare intre ax si roata.
-
Analizati si fenomenele care se produc la contactul roata - suprafata.
- Ce se intimpla daca suprafata are neregularitati? Care estte raportul intre diametrul rotii si neregularitatile suprafetei?
Puteti sa gasiti rezolvarea pentru aceasta problema aici.