滑り摩擦と転がり摩擦の違いと比較

滑り摩擦と転がり摩擦は、表面を横切るオブジェクトの動きに対して作用する XNUMX 種類の摩擦力です。 摩擦は、隣接する物体が互いに滑るのを妨げる力です。

転がり摩擦は滑り摩擦よりも解析が困難です。転がり摩擦は滑りに伴う動摩擦よりも低くなります。

主要な取り組み

1. 滑り摩擦と転がり摩擦はどちらも、XNUMX つの表面が接触して動きに抵抗するときに発生するタイプの摩擦です。
2. 滑り摩擦は、XNUMX つの表面が互いに滑り、熱と摩耗が発生するときに発生します。一方、転がり摩擦は、円形の物体が表面を転がるときに発生し、摩擦と摩耗が少なくなります。
3. 転がり摩擦は滑り摩擦よりも低く、車輪、ベアリング、ギアなどの物体のスムーズな動きに関与します。

滑り摩擦と転がり摩擦

滑り摩擦と転がり摩擦の違いは、ある接触が別の接触とこすれるたびに滑り摩擦が発生しますが、エンティティが別の表面を転がるときに転がり摩擦が発生することです。 滑り摩擦は摩擦の一形態として分類できますが、転がり摩擦はそうではありません。

滑り摩擦は単純な概念であり、多くの用途があります。 フラット仕上げが見つかりません 実生活. 隣接する XNUMX つのサーフェス間の相対速度により、アイテムが任意のサーフェスをスライドすると、後方に力がかかります。

滑り摩擦は常に運動の反対です。 キャビネットなどの平らな床で物体を滑らせようとすると、滑り摩擦が発生します。

円形ホイールの作成は、 分水界 人類の歴史の瞬間。 最初のホイールは、物を転がす必要から生まれました。 転がり摩擦は、物体が表面を転がるたびに動きに抵抗する力です。

理想的には、物が表面上を滑らかに転がるとき、接触している表面間に滑り摩擦はありません。 ただし、実際には、弾性特性によりボディとサーフェスの両方が曲がります。

比較表

比較のパラメータ	スライディングフリクション	転がり摩擦
発生する	これは、表面の微細な隆起のサイズ間の関係の結果として発生します。	これは、サーフェスの歪みの結果として発生します。
摩擦の種類	滑り摩擦は許容できる摩擦の一種です。	転がり摩擦は摩擦の一種であり、抵抗力ではありません。 すべての抵抗力が摩擦ではないことを覚えておくことが重要です。
係数の依存性	利用可能なわずかな量の暖かさと表面の構造が係数に影響を与えますが、これは外部の影響だけによるものではありません。	転がる物体の半径、物体が下降する深さ、表面層の構造、およびその他のいくつかの要素のすべてが係数に影響します。
抵抗の種類	相対運動を止めるために、すべり摩擦は接触面全体に一定の外的要因として働きます。	転がり摩擦とは、転がり運動を妨げようとして逆トルクを発生させる力です。
抵抗の大きさ	シャフトとホイールの両方の間の滑り摩擦は、ボール ベアリングを使用することにより、ほとんどのアプリケーション領域で転がり摩擦に置き換えられます。	転がり摩擦は、滑り摩擦に比べて大幅に低くなります。

すべり摩擦とは？

互いにこすれている XNUMX つのオブジェクト間の摩擦力は、滑り摩擦として知られています。 表面に小さな膨らみがあると、滑り摩擦が発生します。

XNUMX つの面が互いに反対方向に移動すると突起が噛み合い、物体を動かし続けるには労力が必要です。 ここでは重力に逆らっていないので、私たちが感じる抵抗は滑り摩擦によるものです。

さらに、静的な状態では、アイテムをスライドさせようとする力は常に、アイテムに作用する摩擦に等しくなります。 加える力を徐々に増やしていくと、アイテムはある時点で外的要因の方向に進み始めます。

滑りは、どのような形状の XNUMX つの物体間でも発生しますが、転がり摩擦は回転運動に伴う摩擦力です。 転がり摩擦係数は滑り摩擦係数よりもはるかに低いです。 より多くの音響と熱の副産物が生成されます。

静的摩擦係数と滑り摩擦係数が異なる金属や、分子の引力が優先される小さな表面など、特定の例外があります。

それは XNUMX つの要因によって決定されます。XNUMX つは物体の物質であり、もう XNUMX つはその重量です。 接触面積が増加しても、滑り摩擦には影響しません。

ローリングフリクションとは？

一方の物体の表面が他方の物体の表面とこすれるたびに、転がり摩擦が発生します。 ローリングが発生したときに表面に発生するたわみが、この力の源です。

ヒステリーは主な要因です。変形後に表面が元の形状に戻るときに放出されるエネルギーは、最初に変形を引き起こすために使用されるエネルギーよりも少なくなります。

滑り摩擦と比較すると、転がり摩擦はかなり低いことがわかります。 たとえば、乾燥したアスファルトとゴムの間の滑り摩擦係数は 0.68 ですが、ロード タイヤの転がり抵抗係数は 0.01 ～ 0.035 です。 ただし、このバージョンの方程式は誤解を招きます。

実は、「係数」にはさまざまな要因が影響しています。 を検討してください 自転車 ターマックのホイール。 接点の代わりに、そのような接触領域があります。 ホイールがカーペットと接触するポイントでまっすぐになり、表面だけに浅い溝が形成されます。

したがって、力は接触領域全体に分散され、反応ベクトルは最終的に動きに対抗するトレンチでのみ凝集します。

この概念は、レール上のトレーニング タイヤにも適用できます。 鋼はゴムよりも変形しにくい。 その結果、列車の車輪の転がり摩擦は自転車の車輪の転がり摩擦よりも低くなります。

滑り摩擦と転がり摩擦の主な違い

1. 滑り摩擦は、表面上の小さな隆起のサイズ間の相関によるものです。 表面変形の結果、転がり摩擦が発生します。
2. 許容可能な滑り摩擦は、一種の摩擦です。 転がり摩擦は抵抗力ではなく、一種の摩擦です。 摩擦だけが抵抗力ではないことを理解することが重要です。
3. 係数は、利用可能な少量の暖かさと表面の構造の影響を受けます。これは、単に外的要因に起因するものではありません。 係数は、転がるアイテムの半径、オブジェクトが下降する深さ、表面層の構造、およびその他のいくつかの要因によって影響を受けます。
4. 滑り摩擦は、接触領域全体で連続的な外部コンポーネントとして機能し、相対運動を停止します。 転がり摩擦とは、車輪の転がりを止めようとして逆トルクを発生させる力です。
5. ボール ベアリングは、ほとんどの最新のアプリケーションでシャフトとホイールの間の滑り摩擦を置き換えるために使用されます。 転がりの摩擦は、滑りの摩擦よりも大幅に低くなります。

参考文献

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

最終更新日 : 23 年 2023 月 XNUMX 日