Glidende friktion vs rullende friktion: forskel og sammenligning

Glidende friktion og rullefriktion er to typer friktionskræfter, der virker mod et objekts bevægelse hen over en overflade. Friktion er en kraft, der forhindrer tilstødende genstande i at glide mod hinanden.

Rullefriktion er sværere at analysere end glidende friktion. Rullefriktionen er lavere end den kinetiske friktion involveret i glidning.

Nøgleforsøg

1. Glidende og rullende friktion er begge typer friktion, der opstår, når to overflader kommer i kontakt og modstår bevægelse.
2. Glidefriktion opstår, når to overflader glider mod hinanden, hvilket skaber varme og slid, mens rullefriktion opstår, når en cirkulær genstand ruller hen over en overflade, hvilket skaber mindre friktion og slid.
3. Rullefriktion er lavere end glidende friktion og er ansvarlig for den jævne bevægelse af genstande som hjul, lejer og gear.

Glidende friktion vs rullende friktion

Forskellen mellem glidende friktion og rullefriktion er, at glidende friktion opstår, når en kontakt gnider mod en anden, men rullende friktion opstår, når en enhed ruller på en anden overflade. Glidende friktion kan klassificeres som en form for friktion, men rullefriktion er det ikke.

Glidende friktion er et simpelt koncept med mange anvendelsesmuligheder. Vi kan ikke finde en flad finish i I virkeligheden. På grund af den relative hastighed mellem de to tilstødende overflader, når en genstand glider på en hvilken som helst overflade, modtager den en baglæns kraft.

Glidende friktion har altid været det modsatte af bevægelse. Når vi prøver at skubbe en genstand på et fladt gulv, såsom et skab, oplever vi glidende friktion.

Skabelsen af ​​det cirkulære hjul betragtes som en vandskel øjeblik i menneskets historie. Det første hjul blev født ud af behovet for at rulle en genstand. Rullende friktion er en kraft, der modstår bevægelse, når en genstand ruller på en overflade.

Ideelt set, når en ting ruller glat på en overflade, er der ingen glidende friktion mellem de overflader, der er i kontakt. I praksis bøjer både kroppen og overfladen dog på grund af elastiske egenskaber.

Sammenligningstabel

Parametre for sammenligning	Glidende friktion	Rullende friktion
Opstår på	Dette sker som et resultat af et forhold mellem størrelsen af ​​små bump på overflader.	Dette opstår som et resultat af overfladeforvrængning.
Type friktion	Glidende friktion er en type friktion, der kan accepteres.	Rullefriktion er en form for friktion, ikke en modstandskraft. Det er vigtigt at huske, at ikke alle modstandskræfter er friktion.
Afhængighed af koefficient	Den lille mængde tilgængelig varme og overfladernes struktur har indflydelse på koefficienten, som ikke udelukkende skyldes eksterne påvirkninger.	Radius af det rullende objekt, dybden, hvortil objektet sænkes, strukturen af ​​overfladelaget og flere andre elementer påvirker alle koefficienten.
Type af modstand	For at stoppe relativ bevægelse fungerer glidende friktion som en konstant ekstern faktor langs hele kontaktområdet.	Rullefriktion er en kraft, der genererer et omvendt drejningsmoment i et forsøg på at forhindre den rullende bevægelse.
Modstandens størrelse	Glidefriktionen mellem både akslen og hjulet erstattes med rullefriktion for de fleste anvendelsesområder ved at bruge kuglelejer.	Sammenlignet med glidende friktion er rullefriktionen væsentligt lavere.

Hvad er glidende friktion?

Friktionskraften mellem de to genstande, der gnider mod hinanden, er kendt som glidende friktion. Tilstedeværelsen af ​​små buler på en overflade forårsager glidende friktion.

Fremspringene går i indgreb, når de to overflader bevæger sig mod hinanden, og der kræves arbejde for at holde objekterne i bevægelse. Vi arbejder ikke imod tyngdekraften her, så den modstand, vi opfatter, skyldes glidende friktion.

Ydermere, i en statisk tilstand, er den påførte kraft, der forsøger at glide emnet, altid lig med den friktion, der virker på den. Når vi gradvist øger den påførte kraft, begynder emnet at udvikle sig i retning af den eksterne faktor på et tidspunkt.

Glidning kan finde sted mellem to genstande af enhver form, men rullefriktion er den friktionskraft, der er forbundet med roterende bevægelse. Rullefriktionskoefficienten er meget lavere end glidefriktionskoefficienten. Det producerer flere akustiske og termiske biprodukter.

Der er visse undtagelser, såsom metaller med forskellige statiske og glidende friktionskoefficienter og små overflader, hvor molekyletiltrækningskræfter har forrang.

Det bestemmes af to faktorer: den ene er genstandens substans, og den anden er dens vægt. Enhver forøgelse af kontaktområdet påvirker ikke glidefriktionen.

Hvad er rullende friktion?

Hver gang overfladen af ​​en krop gnider mod overfladen af ​​den anden, udvikles der rullende friktion. Den afbøjning, der udvikler sig på overfladen, når rullen sker, er kilden til denne kraft.

Hysteri er en væsentlig faktor: den energi, der frigives, når overflader genvinder deres oprindelige form efter deformation, vil være mindre end den energi, der bruges til at forårsage deformationerne i første omgang.

Sammenlignet med glidende friktion, opdages det, at rullefriktionen er væsentligt lavere. For eksempel er glidefriktionskoefficienten mellem tørret asfalt og gummi 0.68, hvorimod rullemodstandskoefficienten for et vejdæk er 0.01-0.035. Denne version af ligningen er imidlertid vildledende.

I virkeligheden er "koefficienten" påvirket af en række forskellige faktorer. Overvej en cykel hjul på en asfalt. I stedet for et kontaktpunkt har vi sådan et kontaktområde. Hjulet retter sig ud på det punkt, hvor det kommer i kontakt med tæppet og danner en lavvandet rende lige på overfladen.

Kraften er således spredt i hele kontaktområdet, og reaktionsvektorer agglomererer til sidst kun ved skyttegraven i modsætning til bevægelsen.

Denne opfattelse kan også anvendes på et træningsdæk på en skinne. Stål er mindre tilbøjelige til at deformeres end gummi. Som følge heraf er rullefriktionen for et toghjul lavere end for et cykelhjul.

Vigtigste forskelle mellem glidende friktion og rullende friktion

1. Glidende friktion skyldes en sammenhæng mellem størrelsen af ​​små bump på overflader. Som et resultat af overfladedeformation opstår der rullefriktion.
2. Acceptabel glidende friktion er én slags friktion. Rullefriktion er ikke en modstandskraft, men snarere en type friktion. Det er vigtigt at forstå, at friktion ikke er den eneste form for modstandskraft.
3. Koefficienten er påvirket af den lille mængde tilgængelig varme og strukturen af ​​overfladerne, som ikke blot kan tilskrives eksterne faktorer. Koefficienten er påvirket af radius af det rullende emne, dybden, hvortil objektet sænkes, strukturen af ​​overfladelaget og flere andre faktorer.
4. Glidende friktion fungerer som en kontinuerlig ekstern komponent i hele kontaktområdet for at stoppe relativ bevægelse. Rullefriktion er en kraft, der skaber et omvendt drejningsmoment i et forsøg på at stoppe hjulet i at rulle.
5. Kuglelejer bruges til at erstatte glidende friktion mellem akslen og hjulet i de fleste moderne applikationer. Friktionen ved rulning er væsentligt lavere end ved glidning.

Referencer

1. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022489817300721
2. https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.1735043

Sidst opdateret: 23. juli 2023