スライディングと転がり摩擦の違い

滑り摩擦と転がり摩擦の大きな違いは、滑り摩擦は摩擦と言えるが、転がり摩擦は摩擦と言えないことである。しかし、転がり摩擦は、多くの学生が誤解していることが多い。滑り摩擦と転がり摩擦の違いを分析する前に、摩擦とは何かについて簡単に説明しよう。摩擦とは、簡単に言えば、隣り合った物体が互いに滑って相対的な運動に抵抗する力のことである。

すべりまさつは何ですか？

滑り摩擦は理解しやすく、非常に一般的な概念である。現実の世界では、完璧な平滑面を見つけることはできません。物体が表面上を滑るとき、隣接する2つの表面間の相対運動により、物体は後ろ向きの力を受ける。滑り摩擦は常に運動に対して作用する。ここでは重力に逆らって働く必要がないので、ここで感じる抵抗は滑り摩擦となります。また、静止状態では、物体を滑らせようとする力は、物体に働く摩擦と常に等しくなります。徐々に力を加えていくと、ある瞬間、物体は外力の方向に動き出す。運動に対して作用する摩擦は、その後もc***tantのままである。物体は表面上を滑るので、摩擦は滑り摩擦と言い換えることができる。

転がり摩擦は何ですか？

丸い車輪の発明は、人類にとって画期的なことだと考えられている。物体を転がすという発想が、最初の車輪の原点である。転がり摩擦とは、物体が表面上にあるときの摩擦のことです。物体が表面上を完全に転がるとき、理論的には物体と表面との間に滑り摩擦は存在しない。しかし、現実の世界では、弾性の性質上、物体と表面の両方が変形してしまう。タールの敷かれたカーペットの上を走る自転車の車輪を思い浮かべてください。そこでは、接点ではなく、コンタクトゾーンを設けています。ホイールとカーペットの接触部では、ホイールが平らになり、表面に小さな溝ができます。そして、法線力は接触面全体に分散され、反力は溝の部分で徐々に＊＊＊となり、動きに抵抗する。この考え方は、電車の車輪にも当てはめることができます。鉄の変形はゴムの変形より小さい。そのため、電車の車輪は自転車の車輪に比べて、転がり摩擦が少ない。

スライディングと転がり摩擦の違い

滑り摩擦と転がり摩擦の定義

滑り摩擦：2つの物体が互いに滑り合うことで生じる抵抗のこと。

転がり摩擦：物体が表面を転がるときに、その移動に抵抗する力。

滑り摩擦・転がり摩擦特性

フリクションタイプ

滑り摩擦：滑り摩擦は、摩擦の一種として考えることができる。

転がり摩擦：転がり摩擦は抵抗であるが、摩擦ではない。すべての抵抗を摩擦と呼べるわけではないことを覚えておいてほしい。

抵抗器タイプ

滑り摩擦：滑り摩擦は、接触部分に沿った戻り外力として作用し、相対的な動きを阻止する。

転がり摩擦：転がり摩擦は、逆トルクを発生させて転がり運動を防ごうとする力である。

抵抗値サイズ

滑り摩擦：車軸と車輪の間の滑り摩擦を、ボールベアリングを用いた転がり摩擦に置き換えたものが主流となっている。このベアリングは、自転車の車輪にも使われている。

転がり摩擦：転がり摩擦は滑り摩擦よりずっと小さい。車輪を転がす方が、地面で滑らせるより簡単である。