Statisk friktion för en cylinder eller bil som deaccelererar
Jag vet att om en cylinder accelererar utan att glida så finns det en statisk friktion som verkar på cylindern. Om hjulet
accelerar åt höger så verkar den statiska friktionskraften också åt höger. Det är till exempel denna kraft som gör att en
bil accelerar framåt.
Nu försöker jag förstå hur denna kraft fungerar när en cylinder deaccelerar. Om hjulet inte glider måste det betyda
att en statisk friktionskraft verkar. Har den statiska friktionskraften motsatt riktning i detta fallet jämfört med när
cylindern accelerar?
Till exempel när man slutar trycka på gaspedalen hos en bil, då börjar bilen deaccelera utan att hjulen glider.
Om vi bortser från rullningsmotstånd och att det endast är vindmotstånd som verkar, leder då vindmotståndet
till en statisk friktionskraft på hjulen som är riktad bakåt i förhållande till bilens riktning? Om vi har fyra hjul är den statiska friktionen lika med luftmotståndet / 4?
Ja, friktionskraften verkar åt andra hållet vid deacceleration (retardation). Bra!
Nej, om hjulen rullar fritt så är det endast luftmotståndet som retarderar bilen. (I ditt fall så blir det lite friktionskraft på hjulen ändå, eftersom bilen bara släpper gasen, då mekaniska delar i transmissionen fortfarande snurrar)
JohanF skrev:Ja, friktionskraften verkar åt andra hållet vid deacceleration (retardation). Bra!
Nej, om hjulen rullar fritt så är det endast luftmotståndet som retarderar bilen. (I ditt fall så blir det lite friktionskraft på hjulen ändå, eftersom bilen bara släpper gasen, då mekaniska delar i transmissionen fortfarande snurrar)
Okej, så luftmotståndet på bilen ger inte upphov till någon statisk friktion vid hjulen?
Jag menar om bilen saktar ner utan att glida så måste det väl finnas en statisk friktion som verkar mellan hjulen och vägen och inte bara friktion från transmissionen?
Eller kan man kanske säga att luftmotståndet omvandlas till friktion i transmissionen? Då det blir mer tryck mellan axlarna och hjulen? Och att detta gör att vi får ett vridmoment som dels saktar ner hjulet och dels skapar en statisk friktion riktad bakåt mellan hjulen och marken?
Korrekt. Om hjulen är ideala så ”följer de bara med”.
Vad är det som gör att hjulet börjar rulla?
Hur blir det om du lägger en cylinder på ett lutande plan som rullar utan att glida? Var pekar friktionskraften då?
Ebola skrev:Vad är det som gör att hjulet börjar rulla?
Hur blir det om du lägger en cylinder på ett lutande plan som rullar utan att glida? Var pekar friktionskraften då?
Som jag ser det har vi två olika fall, ditt lutande plan och mitt horisontella exempel.
Lutande plan:
Om det är i ett lutande plan och hjulet rullar neråt så är det gravitationskraften som får det att rulla neråt. Då borde den statiska friktionskraften peka snett uppåt parallellt med det lutande planet för att hjulet ska börja snurra medurs. Det är
alltså den statiska friktionen som ger upphov till ett vridmoment som får hjulet att börja snurra.
Horisentellt plan
Det kan vara olika saker som kan få hjulet att börja rulla på det horisontella planet. Exempelvis att vi puttar det eller kraften
från en motor. Då kommer den statiska friktionen peka framåt till skillnad skillnad från i det lutande planet. Den statiska
friktionen som uppstår leder här inte till ett vridmoment som får hjulet att snurra, den är ett resultat av att vi försöker
snurra hjulet och den leder faktiskt till ett vridmoment som saktar ner hjulet. Det är istället vridmomentet från vår puttkraft eller motorkraften som får hjulet att börja snurra.
Jag tycker det är lite störande att tänka på detta rent intuitivt. För i "lutande plan"-exempelt har jag en tendens till att vilja
se gravitationen som en "puttande" kraft och att det därmed uppstår en friktionskraft som är riktad snett neråt istället för snett
uppåt. Det borde dock inte vara så för att gravitationen verkar i centrum av cylindern och därmed inte ger upphov till något
vridmoment.
Ibland så tycker jag att tänkandet underlättas om man tänker ytterligheter.
tex bilen som frihjular i luftmotstånd. Hur hade det sett ut/känts om det var en glashal isfläck utan friktion. Hade hjulen fortsatt rulla?
JohanF skrev:Ibland så tycker jag att tänkandet underlättas om man tänker ytterligheter.
tex bilen som frihjular i luftmotstånd. Hur hade det sett ut/känts om det var en glashal isfläck utan friktion. Hade hjulen fortsatt rulla?
Ja det är en bra idé, tack.
Just det och om vi har en bil som går i 100 km/h och vi plötsligt hamnar på ett friktionsfritt underlag, men luftmotståndet kvarstår, då skulle bilen stanna men hjulen fortsätta rulla/glida på stället.
resetpassbroken skrev:JohanF skrev:Ibland så tycker jag att tänkandet underlättas om man tänker ytterligheter.
tex bilen som frihjular i luftmotstånd. Hur hade det sett ut/känts om det var en glashal isfläck utan friktion. Hade hjulen fortsatt rulla?
Ja det är en bra idé, tack.
Just det och om vi har en bil som går i 100 km/h och vi plötsligt hamnar på ett friktionsfritt underlag, men luftmotståndet kvarstår, då skulle bilen stanna men hjulen fortsätta rulla/glida på stället.
Ja, hjulen skulle ”följa med”, tack vare trögheten i dem.
JohanF skrev:resetpassbroken skrev:JohanF skrev:Ibland så tycker jag att tänkandet underlättas om man tänker ytterligheter.
tex bilen som frihjular i luftmotstånd. Hur hade det sett ut/känts om det var en glashal isfläck utan friktion. Hade hjulen fortsatt rulla?
Ja det är en bra idé, tack.
Just det och om vi har en bil som går i 100 km/h och vi plötsligt hamnar på ett friktionsfritt underlag, men luftmotståndet kvarstår, då skulle bilen stanna men hjulen fortsätta rulla/glida på stället.Ja, hjulen skulle ”följa med”, tack vare trögheten i dem.
Kanske missförstår vad du menar med "följa med". Men hjulen skulle väl i detta extremfallet snarare inte "följa med" eftersom
de fortsätter snurra trots att bilen stannat. Trögheten i dem gör att det krävs en extern kraft för att sakta ner dem när de redan
snurrar. Tar vi bort friktionen från underlaget och bortser från transmissionen, då finns det inga externa krafter som verkar
på hjulet.
De "följer med" i den utsträckningen att de sitter fast på bilen, men de "följer inte med" i rörelsen av bilen eftersom bilen
stannar medan hjulen fortsätter snurra. Jag kan dock se hur hjulen "följer med" när det finns friktion för då följer nedsaktningen av hjulens rotation nedsaktningen av bilen.
resetpassbroken skrev:JohanF skrev:resetpassbroken skrev:JohanF skrev:Ibland så tycker jag att tänkandet underlättas om man tänker ytterligheter.
tex bilen som frihjular i luftmotstånd. Hur hade det sett ut/känts om det var en glashal isfläck utan friktion. Hade hjulen fortsatt rulla?
Ja det är en bra idé, tack.
Just det och om vi har en bil som går i 100 km/h och vi plötsligt hamnar på ett friktionsfritt underlag, men luftmotståndet kvarstår, då skulle bilen stanna men hjulen fortsätta rulla/glida på stället.Ja, hjulen skulle ”följa med”, tack vare trögheten i dem.
Kanske missförstår vad du menar med "följa med". Men hjulen skulle väl i detta extremfallet snarare inte "följa med" eftersom
de fortsätter snurra trots att bilen stannat. Trögheten i dem gör att det krävs en extern kraft för att sakta ner dem när de redan
snurrar. Tar vi bort friktionen från underlaget och bortser från transmissionen, då finns det inga externa krafter som verkar
på hjulet.
De "följer med" i den utsträckningen att de sitter fast på bilen, men de "följer inte med" i rörelsen av bilen eftersom bilen
stannar medan hjulen fortsätter snurra. Jag kan dock se hur hjulen "följer med" när det finns friktion för då följer nedsaktningen av hjulens rotation nedsaktningen av bilen.
Precis! Jag var otydlig. ”Följa med” menade jag ”fortsätta i ursprungsrotationen” i isfläcksfallet. Hjulen sitter ju forfarande fast i bilen så de är ju tvugna att följa med bilen.
