Силы трения

[Zueva]

Батороев в сообщении #467726 писал(а):

Если Вы видите в условии задачи, что шарик катится без трения, имейте в виду, что это теоретизированная задача, например, на знание законов сохранения импульса или др. Без трения качения нет.

В смысле без трения качения? А Вы не могли бы пояснить, почему?

Munin в сообщении #467645 писал(а):

Ничего не заставляет. Он и может не двигаться.

А как понять, будет он двигаться или нет?

[Батороев]

Zueva в сообщении #468132 писал(а):

Батороев в сообщении #467726 писал(а):

Без трения качения нет.

В смысле без трения качения? А Вы не могли бы пояснить, почему?

Сам не заметил, что написал в екатерининском стиле (казнить нельзя помиловать).
Я имел в виду, что без трения нет качения.
По идеально гладкой поверхности, конечно, можно перемещать тела, например, шар, но траектория его точек, контактирующих с поверхностью (если шару придали дополнительное вращательное движение), не будет при этом описывать циклоиду, которой характеризуется качение... если только чисто случайно не совпадет с ней или если не задать такую траекторию специально - вращением самого шара.

[Munin]

Zueva в сообщении #468132 писал(а):

А как понять, будет он двигаться или нет?

Решать задачу, сравнивать условия с условиями статики.

[Vladimir Dubrovskii]

Munin в сообщении #467645 писал(а):

Нет, это совсем не так. У шарика без трения качения всё равно очень существенно то, что он катится. Его вращение заставляет его двигаться иначе. Классический пример: по наклонному желобку шарик скатывается медленнее, чем такое же скользящее тело - не из-за трения качения, а из-за того, что ему приходится не только разгоняться, но и раскручиваться.

Для того, чтобы шарик скатился по желобу, он должен обладать хотя бы силой трения покоя, т.е. сцеплением с поверхностью. При вращении шарика постоянно происходит отрыв касающихся поверхностей, т.е преодоление силы сцепления. Что в конечном итоге выразится в виде замедления движения, т.е. сила трения качения в этом случае имеется, даже если шарик и поверхности будут абсолютно твердыми.

[Xey]

Vladimir Dubrovskii в сообщении #468251 писал(а):

При вращении шарика постоянно происходит отрыв касающихся поверхностей, т.е преодоление силы сцепления. Что в конечном итоге выразится в виде замедления движения, т.е. сила трения качения в этом случае имеется, даже если шарик и поверхности будут абсолютно твердыми.

Для абсолютно твердых поверхностей сцепление видимо чисто электрическое, Оно одинаковое, что перед точкой касания, что после, и поэтому не должно тормозить.
Трение качения объясняют деформацией поверхностей. Даже если она только упругая, перед точкой касания силы больше, чем за ней, из-за конечности скорости распространения области сжатия (скорости звука) . За точкой касания поверхности не успевают распрямиться , поэтому сила позади точки касания меньше, чем перед.

[Munin]

Vladimir Dubrovskii в сообщении #468251 писал(а):

При вращении шарика постоянно происходит отрыв касающихся поверхностей, т.е преодоление силы сцепления. Что в конечном итоге выразится в виде замедления движения, т.е. сила трения качения в этом случае имеется, даже если шарик и поверхности будут абсолютно твердыми.

Учёт этих сил сцепления выходит за рамки модели "абсолютно твёрдые шарик и поверхность".

[Vladimir Dubrovskii]

Munin в сообщении #468288 писал(а):

Учёт этих сил сцепления выходит за рамки модели "абсолютно твёрдые шарик и поверхность".

Вопрос остается. Может ли быть вращение без силы трения вращения? Случайное совпадение скорости движения центра шарика и линейной скорости на поверхности не рассматривать.

[Xey]

Vladimir Dubrovskii в сообщении #468311 писал(а):

Вопрос остается. Может ли быть вращение без силы трения вращения?

Видимо, может ли быть качение без трения скольжения?

Для качения нужно трение скольжения.
Но , если чистое качение, без верчения и прочих проскальзываний, и поверхности абсолютно жесткие, то энергия не теряется .

[Munin]

Vladimir Dubrovskii в сообщении #468311 писал(а):

Вопрос остается. Может ли быть вращение без силы трения вращения? Случайное совпадение скорости движения центра шарика и линейной скорости на поверхности не рассматривать.

Дурацкий какой-то вопрос. "Может ли быть вращение, вращение не рассмматривать?"

[Батороев]

Xey в сообщении #468339 писал(а):

Видимо, может ли быть качение без трения скольжения?

Для качения нужно трение скольжения.
Но , если чистое качение, без верчения и прочих проскальзываний, и поверхности абсолютно жесткие, то энергия не теряется .

Допустим, шарик катится по реальной поверхности. Затем он перекатывается на идеально гладкую и твердую поверхность. Понятно, что далее в идеальных условиях (без воздействия каких-либо сторонних сил) он может катиться бесконечно. Но интересно, что произойдет, если поверхность, сохраняя свою идеальную гладкость (коэффициент трения скольжения равен нулю) потеряет свою идеальную твердость? Сумеет ли шарик сохранить свое вращение, синхронизированное с линейным перемещением (циклоида), или его вращение будет ускоряться/замедляться (нужное подчеркнуть )?

[Munin]

Батороев в сообщении #468530 писал(а):

Но интересно, что произойдет, если поверхность, сохраняя свою идеальную гладкость (коэффициент трения скольжения равен нулю) потеряет свою идеальную твердость? Сумеет ли шарик сохранить свое вращение, синхронизированное с линейным перемещением (циклоида), или его вращение будет ускоряться/замедляться (нужное подчеркнуть )?

Вращение останется прежним, а вот линейная скорость уменьшится, так что согласование пропадёт.

[Xey]

Батороев в сообщении #468530 писал(а):

Но интересно, что произойдет, если поверхность, сохраняя свою идеальную гладкость (коэффициент трения скольжения равен нулю) потеряет свою идеальную твердость?

Мне кажется трение скольжения определяется не гладкостью поверхности, а молекулярным взаимодействием. Его нельзя устранить. Во всяком случае, на атомносиловых микроскопах измеряют коэффициенты трения электронных оболочек.
А может трение электронных оболочек определяется их деформациями (нежесткостью) примерно так , как в трении качения ?

[Munin]

Xey в сообщении #468567 писал(а):

Мне кажется трение скольжения определяется не гладкостью поверхности, а молекулярным взаимодействием.

Наука о трении - одна из областей физики, в которых до сих пор далеко не всё известно. Трение скольжения определяется и гладкостью поверхности, и её упругостью и хрупкостью, и направлением шлифовки, и чистотой/загрязнениями/смазкой, и температурой, и давлением воздуха (в вакууме поверхности могут "прикипать" друг к другу), и электризацией, и наверное любыми другими факторами, которые можно придумать.

Молекулярное взаимодействие играет роль, в случае крайне гладких и чистых поверхностей. Но обычно в этом случае трение становится очень большим, поверхности "слипаются", и этот случай не является основным рассматриваемым в физике трения скольжения.

Xey в сообщении #468567 писал(а):

Во всяком случае, на атомносиловых микроскопах измеряют коэффициенты трения электронных оболочек.

Боюсь, вот электронные оболочки уже не трутся :-) Силы межмолекулярного взаимодействия потенцильны.

Xey в сообщении #468567 писал(а):

А может трение электронных оболочек определяется их деформациями (нежесткостью) примерно так , как в трении качения ?

Скорее, при контакте двух оболочек возможно возбуждение механических степеней свобод этих оболочек или даже ионных остовов - разумеется, квантованное.

-- 15.07.2011 14:15:30 --

К слову сказать, один из самых загадочных случаев в физике трения - это скользкость льда. Во многих старых популярных текстах рассказывается, что коньки скользят по льду из-за частичного плавления под давлением. Но это неверно, по крайней мере, лёд скользкий и при гораздо меньших давлениях и скоростях, чем под лезвием конька. Исследования продолжаются, например, одна свежая (2000-е) идея состоит в том, что поверхность льда испытывает двумерное плавление - очень сложный в теории процесс.