Трение, когда оно катится по наклонной плоскости

[Andropopos]

Что-то круглое катится по наклонной плоскости вниз. Без проскальзывания. Круглое и наклонная плоскость - не абсолютно твердые.
Круглое - циллиндр, диск, даже шар можно. Всё равно что, но оно скатывается и вертится.
Почему сила трения приложена именно в точке касания и почему она против движения? Откуда она берется? Составляющие? Это вообще трение? ВСЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ. Какую часть дают реакции опоры от продавленной плоскости? Где нормальное объяснение? Где ни смотрел, это PRESET: есть вот такая сила трения, и она направлена вот сюда. А откуда она взялась, не говорят.
Что я знаю точно:
1. Mg и N не заставят оно катиться. Должна быть какая-то еще результирующая сила чего-то еще, что даст ему момент и его покатит.
2. Что-то должно не давать круглому проскользнуть.
3. На горизонтальной плоскости, когда круглое катится, его катит сила трения покоя, и она направлена противоположно возможному проскальзыванию = тело толкает плоскость назад, плоскость толкает тело вперед. Еще это называют сила трения сцепления.
4. На горизонтальной плоскости тело продавливает плоскость, продавливается само, наминает такую круглую горочку впереди себя, давит на горочку, горочка не дает ему ехать. Это сила трения качения. Ну, это результирующая реакций опоры, то бишь надавленной горочки. Там еще что-то делают проскальзывания об горочку.
5. Если круглое проскользнет, то будет сила трения скольжения.
6. Если у меня и круглое и плоскость АТТ (абс. твердое тело) , то сил трения качения не будет.

Как это все перекомбинируется и дает эту силу трения СЦЕПЛЕНИЯ, которая вертит тело на накл. плоскости и против его съезжания?
А если тело и накл. плоскость АТТ, то откуда эта сила берется? Ведь продавливания нету, есть только сила трения покоя в точке контакта, она не дат круглому проскользнуть, она будет вниз, по направлению движения.
Где нормальный учебник, где это объясняют? Фейнман не объясняет, Сивухин не объясняет, Берклеевский не объясняет.

[Oleg Zubelevich]

наука о трении называется трибологией. она активно развивается , создаются новые модели, исследуется движение в этих моделях, ставятся эксперименты. Гуглите статьи по ключевым словам. Можете начать с модели Контенсу-Журавлева. И не ограничивайтесь русскоязычным интернетом

[DimaM]

Andropopos в сообщении #680596 писал(а):

А если тело и накл. плоскость АТТ, то откуда эта сила берется? Ведь продавливания нету, есть только сила трения покоя в точке контакта, она не дат круглому проскользнуть, она будет вниз, по направлению движения.

С чего бы вниз? Вверх она будет. Качественно (по направлению) у круглого будет то же, что и у плоского.

[miflin]

DimaM в сообщении #680615 писал(а):

С чего бы вниз? Вверх она будет

В данном случае сила трения покоя - вниз, в направлении движения.
А сила трения качения, если таковая будет учитываться, - против движения.

-- 06.02.2013, 13:30 --

Andropopos в сообщении #680596 писал(а):

Как это все перекомбинируется и дает эту силу трения СЦЕПЛЕНИЯ, которая вертит тело на накл. плоскости и против его съезжания?

Разложите силу тяжести на две составляющих - по направлению движения,
и перпендикулярно ему.
Перпендикулярная составляющая (проходит через точку касания) прижимает
тело к плоскости, создавая условия для возникновения силы трения,
продольная составляющая создает вращающий момент относительно точки
касания.

[DimaM]

miflin в сообщении #680620 писал(а):

В данном случае сила трения покоя - вниз, в направлении движения.

Тогда ускорение получится больше, чем $g\sin\alpha$, и вращение в обратную сторону. Это, по-моему, абсурдно.

-- 06.02.2013, 18:31 --

miflin в сообщении #680620 писал(а):

продольная составляющая создает вращающий момент относительно точки
касания.

А попробуйте рассмотреть моменты относительно центра масс тела.

[miflin]

DimaM в сообщении #680627 писал(а):

Это, по-моему, абсурдно.

А куда направлена сила трения, действующая между колесами и асфальтом
у автомобиля, трогающегося с места?

DimaM в сообщении #680627 писал(а):

А попробуйте рассмотреть моменты относительно центра масс тела.

А попробуйте рассмотреть моменты относительно мгновенного центра
скоростей, каковым является точка касания.

[DimaM]

miflin в сообщении #680629 писал(а):

А куда направлена сила трения, действующая между колесами и асфальтом
у автомобиля, трогающегося с места?

У автомобиля вперед, разумеется. Но тут вопрос: чем ворон похож на письменный стол что общего у трогающегося автомобиля и скатывающегося по склону бревна?

Цитата:

А попробуйте рассмотреть моменты относительно мгновенного центра
скоростей, каковым является точка касания.

В этот момент сила трения не входит. Хотя можно, возьмем для примера тонкостенный цилиндр:
момент силы $M=mgR\sin\alpha$, момент инерции $I=mR^2+mR^2=2mR^2$, угловое ускорение $\varepsilon=M/I=1/2R\cdot g\sin\alpha$, линейное ускорение $a=\varepsilon R=1/2\cdot g\sin\alpha$.
Теперь силы: продольная компонента силы тяжести $mg\sin\alpha$, ускорение $a=1/2\cdot g\sin\alpha$, второй закон Ньютона $ma=mg\sin\alpha+F_\mbox{тр}$. Итак, чему равна $F_\mbox{тр}$?

[miflin]

Кажись, да, я поторопился. Когда клеишь обои и на минутку спрыгиваешь
со стула, чтобы кинуть реплику, можно и не такое сказать.
Сила трения в данном случае направлена против движения и ответственна
за придание вращения. Но тормозящую роль она здесь не выполняет,
а преобразует часть потенциальной энергии в энергию вращения,
в то время как при её отсутствии вся потенциальная превращалась бы
в энергию поступательного.

[Andropopos]

Что люди тут сказали:
1. Есть наука трибология, там тебе все расскажут, есть модель, посмотри ее, а сам не расскажу. -Oleg Zubelevich
2. Да, есть сила трения покоя вот сюда, а вот круглое продавило горку и устроило себе силу трения качения, и она вот туда. -miflin OK, но Я-то хочу ВСЕ УРАВНЕНИЯ и ПОЛНОЕ ОБЪЯСНЕНИЕ, а это-то и так знаю.
2. Сила тяжести прижимает тело к плоскости, ЧТО-ТО НЕ ЗНАЮ ЧТО ДЕЛАЕТСЯ, И ОПА - возникает сила трения, и она против движения тела. - -miflin
3. Если сила трения только по напр. движения, то это абсурд. =я не знаю, что там и как, но есть что-то против движения, и вместе с ним получается эта сила трения против движения. -DimaM
4. Действительно, есть сила трения покоя. -miflin
5. А вдруг трения покоя нету, когда тело катится по накл. плоскости? DimaM
6. Есть сила трения, она направлена вот туда, вот что она делает, но -УВЫ- не знаю, из чего она состоит и откуда берется. miflin
8. Зафигачь уравнения моментов, и увидь, что воистину против движения.

Я тут не хочу никого обидеть, просто я хочу ПОЛНОЕ ОБЪЯСНЕНИЕ, я ПОНЯТЬ хочу, но никто не говорит, ОТКУДА, КАК, ПОЧЕМУ. И да, я сразу хочу готовенького. Тут пока единственный ответ на мой опрос - " поищи в интернете, умные дядьки тоже над этим думают, это сложный вопрос ".
Есть тут кто-то, кто может сразу, хоть даже на пальцах и без многих уравнений, но объяснить, что же там происходит? Что, действительно и СИВУХИН, и ФЕЙНМАН, и другие оставители учебников сами не знают? ЗАЧЕМ ПРИНИМАТЬ ЗА ДАННОСТЬ?

[Sergey K]

Цитата:

И да, я сразу хочу готовенького.

такое тут не прокатывает. готовенькое выветривается из головы быстро, надо самому разбираться.

нарисуйте место контакта со всем трещинами, бугорками. представьте что одна поверхность поехала. что происходит?
какие силы возникают? куда направленны?

[Munin]

Andropopos в сообщении #680596 писал(а):

Что я знаю точно:
1. Mg и N не заставят оно катиться. Должна быть какая-то еще результирующая сила чего-то еще, что даст ему момент и его покатит.
2. Что-то должно не давать круглому проскользнуть.
3. На горизонтальной плоскости, когда круглое катится, его катит сила трения покоя, и она направлена противоположно возможному проскальзыванию = тело толкает плоскость назад, плоскость толкает тело вперед. Еще это называют сила трения сцепления.
4. На горизонтальной плоскости тело продавливает плоскость, продавливается само, наминает такую круглую горочку впереди себя, давит на горочку, горочка не дает ему ехать. Это сила трения качения. Ну, это результирующая реакций опоры, то бишь надавленной горочки. Там еще что-то делают проскальзывания об горочку.
5. Если круглое проскользнет, то будет сила трения скольжения.
6. Если у меня и круглое и плоскость АТТ (абс. твердое тело) , то сил трения качения не будет.

Как это все перекомбинируется и дает эту силу трения СЦЕПЛЕНИЯ, которая вертит тело на накл. плоскости и против его съезжания?

Чем вас не устраивает названный вами пункт 3 в качестве ответа на ваш собственный вопрос? Силу трения качения можно вообще не учитывать.

[DimaM]

miflin в сообщении #680642 писал(а):

Но тормозящую роль она здесь не выполняет, а преобразует часть потенциальной энергии в энергию вращения, в то время как при её отсутствии вся потенциальная превращалась бы в энергию поступательного.

Тут некоторая двусмысленность. "Не выполняет тормозящую роль" в том смысле, что механическая энергия не теряется. Однако ускорение уменьшается, в этом смысле тормозящую роль все-таки выполняет.

[miflin]

Ага.