作者Beachboy (天煞孤星)
看板Physics
标题[闲聊] 估算滚动和滑动的难易
时间Sun Aug 30 16:30:26 2009
之前有学生问我，为什麽东西如果下面放滚轮用推的比较轻松？
这个问题，不知道怎麽对高一的同学来解释比较好。
最近，想说简单估算一下，一个物体，若用推的滑动，和用滚的转动，花的力气差多少。
想了一个简单的情况，看这样的推论，有没有什麽问题。
是否可用这个例子做为解释(不过，可能对於高二以上比较适合)。
例：假设水泥路面摩擦系数为0.7(动摩擦和静摩擦接近)。
有一个圆球半径R=1m，质量50kg。试求使物体运动所需最小的力为何？
解： case1 若以滑动方式前进
设外力为F ， fk = 50‧10‧0.7 = 350N
F -fk = ma ，使物体运动的条件为a>= 0
→ F = fk + ma
= 350 + ma
所以用推的至少要花350N以上的力量
case2 用滚的
设外力为F，作用於CM，圆球转动惯量为I(对地面接触点)
F‧R = I α ，使物体运动的条件为α≧0
→ F = Iα/R
≧0
也就是理论上，只要有施力，即可使物体开始转动
当我们先不论之後加速的情况与难易与否，若仅希望使物体由静止产生运动，
滚动的方式似乎比移动来的容易许多。
我的想法大致上是这样，想说用算的感觉比较具体。
但如果是要对高一学生用描述的，应该怎麽讲才好呢？
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1F：推 chungweitw:水平地面的纯滚动 无摩擦力 08/30 20:04
2F：推 Gwaewluin:纯滚动怎麽会没有摩擦力，不然就直接滑动了怎麽会滚动 08/30 22:27
3F：推 bloch:纯滚动只需要有力矩跟力就可以了 08/30 22:36
4F：推 Mpegwmvavi:水平纯滚动是没有动摩擦力吧，因为此时没有相对滑动 08/30 22:36
5F：→ Mpegwmvavi:所以有摩擦力的话也是静摩擦力 08/30 22:36
6F：推 ntust661:跟他说用算的比较实在 08/31 03:33
7F：推 lefan:请做实验 或者去查 滚动(转动)摩擦力 09/01 20:15