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独乐乐不如众乐乐

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发表于 2013-9-6 19:21:51 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 逍遥处士 于 2013-9-6 22:04 编辑 & Y- {) }3 @+ p: E9 Y
7 X" u' ~2 ~0 B' L( W
近日琢磨滚动摩擦系数的时候,心有所感,心想独乐乐不如众乐乐,也给大伙儿出道题,如何?# E+ s: K! [. d1 U. W% ?
如图,大轮直径φ100mm,小轮直径25mm,二者之间正压力100N,二者滚动摩擦系数为u,忽略中间轴承的阻力矩。' m* ?1 B: z+ N  L9 z2 S) d7 l
两轮都是定轴转动。补充下,两轮是钢轮,但不是绝对刚体,否则就没得玩儿了。* Q( Z* N+ w% S: t2 B/ x: r2 W4 j
请问:1 A+ t6 J$ g3 R( Z% z3 K  w" K  s
1、若在最上点用力,到两轮相对滚动时,该力需多大?6 c, S1 H! N% ]8 `" y: ~8 t
2、若在最下点用力,到两轮相对滚动时,该力又需多大?" b$ d" J% h. [

' O; T. O9 t6 b8 n题目若不明,请评论,吾即更改。9 l6 P% ?( Y+ n4 I8 o3 O/ r# j

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发表于 2013-9-6 19:35:37 | 显示全部楼层
小轮是固定?
$ v5 f" ^" @& B3 {如果中间轴承的阻力忽略,只要有力就可以滚动吧?

点评

我感觉你是对的,如果把力作用在上轮上面,对于下轮来说忽略轴承力的话,只要有力就可以转了  发表于 2016-9-24 11:06
我觉得我说的没错,在整体上来说它只要有力就可以运动。您说的滚动摩擦可以理解为内力,它是平衡的。整体上可以把两圆当做一个平衡的系统。所以您在哪个点施加力都是一样的。多大多小都可以,一样的。  发表于 2013-9-6 23:26
1、两轮都是定轴转动。2、似乎不然吧?  发表于 2013-9-6 19:44
发表于 2013-9-6 19:38:34 | 显示全部楼层
明显不成比例嘛,大侠

点评

是的,已改好了 :D  发表于 2013-9-6 19:42
发表于 2013-9-6 20:07:43 | 显示全部楼层
本帖最后由 trilemma 于 2013-9-6 20:13 编辑
1 ?9 ?+ |  b% L' j! M
/ r. W2 v9 j  M* k+ Z  of1*0.025=u*100: `5 t# [) @; Z% o
3 i8 Z# ]/ W: ]( e% F5 w
f1=4000u4 U" o5 ]; t( T9 k% x8 v  p

1 i' s: c0 Q8 g$ B: I8 G8 lf2*0.05=u*100
5 k! N& h0 s1 ?+ z$ j' m
. M6 J, q# `3 af2=2000u
  i5 s! ^- a- Q1 ~9 b
0 @/ y) D2 o# C; F6 L/ b# e4 [/ c感觉哪里不对...假设两轮无相对滑动匀速转动,是否需要一恒扭矩来维持?9 S3 |1 }! R! H' C  l7 Q

' U6 ^! W2 d8 n或者换一种说法,初始有j1ω1+j2ω2的动量,自由状态下是否最终停下来了( _( h) x6 S0 `8 z0 f8 v

点评

肯定需要扭矩来维持,如果不加力,就停止转动了。  发表于 2013-9-6 21:55
从静止慢慢加力,一直到能转动,测量此时加力的大小。  发表于 2013-9-6 21:51
发表于 2013-9-6 21:19:59 | 显示全部楼层
两轮子中心固定且不计摩擦。 两轮见正压力100,可看成两个质量相同的轮子都在平面上滚动,两个F 是一样的 100u

点评

请看10楼是否有错误。  发表于 2013-9-7 08:22
答对一半 ,哪一半呢 逍遥大侠给指正下  发表于 2013-9-7 08:07
感觉您答对了一半^_^  发表于 2013-9-6 21:53
发表于 2013-9-6 21:36:23 | 显示全部楼层
上4u,下u ?

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我的分析结果竟然是一样大,挺奇怪的。  发表于 2013-9-6 22:42
我的分析见后,若有谬误,请指正。  发表于 2013-9-6 22:42
100u=25*2F上。100u=50*2F下  发表于 2013-9-6 22:23
修正下,2u , 0.5u. 力的作用位置不同。忘记这个了  发表于 2013-9-6 22:22
来过程,兄弟!  发表于 2013-9-6 21:57
no...  发表于 2013-9-6 21:56
 楼主| 发表于 2013-9-6 21:57:55 | 显示全部楼层
本帖最后由 逍遥处士 于 2013-9-6 22:13 编辑 2 D6 G* R4 [, E# e8 u, H" l

# e: k2 J, r4 j+ f0 t" |7 O+ H唉,都去非诚勿扰了……
0 B% D, y  ?/ l' w, d结果吾已经推出来了,用的是鄙人一直以来用的“多边形比拟法”。0 c& o& A! e" l, `' ~) O" d% A
想看看大伙儿的方法。
发表于 2013-9-6 22:02:43 | 显示全部楼层
如果两者皆为刚体,轴承摩擦不计,只要是转动的,那就不需要力来维持啊,牛顿定律-力的作用是改变运动状态,维持不需要

点评

他们接触点线速度相同,有摩擦系数但没有相对运动趋势啊!产生摩擦力有两个条件  发表于 2013-9-6 23:46
有滚动摩擦系数。需要力来维持。  发表于 2013-9-6 22:04
发表于 2013-9-6 22:10:59 来自手机 | 显示全部楼层
不懂呀!来自: Android客户端
 楼主| 发表于 2013-9-6 22:46:22 | 显示全部楼层
zerowing 发表于 2013-9-6 21:36
' I8 m8 c4 n+ n! g" Z& r上4u,下u ?

+ l$ `" T5 K4 e" L# w: N“滚动摩擦系数的多边形比拟”
- x* Y& S" m; ~: {/ p% v) V! G# J2 ^1 ~4 U7 C) l

& _# q$ m% `  m: g3 E, ^

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点评

余琢磨这玩意儿老久了~~~  发表于 2013-9-7 08:25
恩,继续无视吧,值一样大。  发表于 2013-9-6 23:26
F上=5u, F下=1.25u。  发表于 2013-9-6 23:24
查了下手册,无视我的观点好了。逍兄计算的前半部分没错。摩擦阻力矩=N*uk*(1+R1/R2),所以F上=N*uk*(1/R1+1/R2). F下=N*uk*(1/R2+R1/R2^2); F上/F下=R2/R1。符合扭转传输规则。  发表于 2013-9-6 23:19
如果使用力平移,比如你途中的位置,则应在平移后补充一个反扭矩,即N*u,逆时针。平衡掉平移产生的假想扭矩。所以,计算中,也没有N*L/2这一项。  发表于 2013-9-6 22:58
逍兄,你这个计算里面对支点的选择貌似有问题。N应该在正压平面正中才对。所以,如果是相对圆心计算,则N不产生扭矩。相对压平点计算,Ff不产生扭矩,也就是二者只得其一。  发表于 2013-9-6 22:52
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