حرکت غلتشی کامل روی یک سطح صاف

[mr90]

سلام دوستان کسی میتونه توضیح بده چرا در حرکت غلتشی کامل چرخ روی یک سطح صاف،اصطکاک ایستایی نمیتونه باعث کند شدن حرکت چرخ بشه ؟!

[yazdanhaliday]

خودت که جواب سوال خودتو دادی!(اصطکاک ایستایی)
اصطکاک ایستایی فقط هنگام شروع حرکت (چرخ در این حالت ثابت است) وجود دارد و در معادلات حرکت محاسبه میشود.
در حالت حرکت اصطکاک حرکتی سطح مد نظر هست که به جنس سطح و چرخ بستگی داره که در مورد شما که سطح صاف است میتوان آنرا صفر فرض کرد.

[sunrise]

شما فقط اصطکاک جنبشی بین دو جسم را تعریف کردید ولی در اینجا ما با اصطکاک ایستایی سر و کار داریم چون قسمت پایینی چرخ بطور لحظه ای ساکن است و لغزشی روی زمین ندارد.

بله حرف شما کاملا درست است. پس اصطکاک یعنی نیرویی که دربرابر ساییدگی و حرکت اجسام مقاومت میکند.
شما نیز عبارت "اصطکاک چیست" را سرچ کنید ببینید بعضا با چه تعاریف اشتباهی برای آن مواجه میشوید!!!

[You-See]

1- اصطکاک هرگز صفر نیست، حتی اگر خیلی خیلی کم باشد.
در سطح میکروسکوپی چرخ خیلی صاف نیست و لبه دار است و لبه هایش در هنگام حرکت با لبه های سطح اصطکاک ایجاد می کند، از طرفی حتی اگر تا سطح اتم ها هم صیقلی باشند، باز هم چند اتم نزدیک به هم روی هم نیرو وارد می کنند.
2- چرخ داره در هوا حرکت می کنه و خود هوا به عنوان یک ترمز ضعیف عمل می کنه.

[sunrise]

عمده ترین نیرویی که درشرایط خلأ باعث اتلاف انرژی جنبشی ودرنهایت توقف چرخ میشود،بر اثر لرزشیست که به دلیل همین ناهمواریهای ریز بر سطح چرخ بوجود می آید.

[mr90]

من هنوز جواب سوالم رو نگرفتم،اگر اصطکاک وجود داره(منظورم اصطکاک ایستایی بین چرخ و زمینه نه اصطکاک هوا و عوامل دیگه) اولا جهت این نیرو به کدوم سمته و دوما چرا این نیرو در معادلات وارد نمیشه که درنتیجه باعث توقف چرخ بشه؟!

[mr90]

خودت که جواب سوال خودتو دادی!(اصطکاک ایستایی)
اصطکاک ایستایی فقط هنگام شروع حرکت (چرخ در این حالت ثابت است) وجود دارد و در معادلات حرکت محاسبه میشود.
در حالت حرکت اصطکاک حرکتی سطح مد نظر هست که به جنس سطح و چرخ بستگی داره که در مورد شما که سطح صاف است میتوان آنرا صفر فرض کرد.

به نظرم منظور شما حرکت یک جسم صلب ساده باشه نه حرکت غلتشی،دوما اگر اصطکاک صفر باشه که اصلا حرکت غلتشی بوجود نمیاد

[mr90]

سلام دوستان کسی میتونه توضیح بده چرا در حرکت غلتشی کامل چرخ روی یک سطح صاف،اصطکاک ایستایی نمیتونه باعث کند شدن حرکت چرخ بشه ؟!

اصطکاک یعنی نیرویی که وقتی دو جسم به یکدیگر ساییده می شوند، به وجود می آید و در برابر ساییدگی و حرکت اجسام مقاومت
می کند.
پس در مورد چرخی که به جایی وصل نیست و پس از دادن سرعت اولیه ای به آن در سطح صافی آزادانه غلط میخورد به هیچ وجه بین زمین وچرخ ساییدگی و در نتیجه اصطکاکی که در تعریف بالاست نمیتونه بوجود بیاد.

-اما سوالی که اینجا پیش میاد اینه که پس چرا چرخ پس از مدتی غلط خوردن می ایستد؟!
-آیا نوع دیگری از اصطکاک وجود دارد که در برابر حرکت چرخ جلوگیری میکند؟!

شما فقط اصطکاک جنبشی بین دو جسم را تعریف کردید ولی در اینجا ما با اصطکاک ایستایی سر و کار داریم چون قسمت پایینی چرخ بطور لحظه ای ساکن است و لغزشی روی زمین ندارد.

[mr90]

1- اصطکاک هرگز صفر نیست، حتی اگر خیلی خیلی کم باشد.
در سطح میکروسکوپی چرخ خیلی صاف نیست و لبه دار است و لبه هایش در هنگام حرکت با لبه های سطح اصطکاک ایجاد می کند، از طرفی حتی اگر تا سطح اتم ها هم صیقلی باشند، باز هم چند اتم نزدیک به هم روی هم نیرو وارد می کنند.
2- چرخ داره در هوا حرکت می کنه و خود هوا به عنوان یک ترمز ضعیف عمل می کنه.

فرض کنیم حرکت کاملا ایده آل باشه و از اصطکاک هوا صرف نظر کنیم(ولی اصطکاک بین چرخ و زمین داریم)،سوال اینه که چرا چرخ به حرکتش با سرعت ثابت تا ابد ادامه میده در حالیکه به نظر میاد برایند نیروهای وارده صفر نیست!

[mr90]

من به نظرم چون اصطکاک ایستایی خودش یه نیروی مستقل نیست و فقط وقتی بوجود میاد که بخواد با یک نیروی اولیه مخالفت کنه پس وقتی حرکت یکنواخته این نیرو اصلا وجود نداره. با قانون اول نیوتون هم جور درمیاد!

[You-See]

چرخ تا ابد ادامه نمی ده و حتما می ایسته.

[mr90]

چرخ تا ابد ادامه نمی ده و حتما می ایسته.

چرا؟ در شرایط ایده آل چه نیرویی باعث توقفش میشه؟

[sunrise]

فرض کنیم حرکت کاملا ایده آل باشه و از اصطکاک هوا صرف نظر کنیم(ولی اصطکاک بین چرخ و زمین داریم)،سوال اینه که چرا چرخ به حرکتش با سرعت ثابت تا ابد ادامه میده در حالیکه به نظر میاد برایند نیروهای وارده صفر نیست!

منظور دقیقتان از شرایط یا حرکت ایده آل چیست؟

[mr90]

فرض کنیم حرکت کاملا ایده آل باشه و از اصطکاک هوا صرف نظر کنیم(ولی اصطکاک بین چرخ و زمین داریم)،سوال اینه که چرا چرخ به حرکتش با سرعت ثابت تا ابد ادامه میده در حالیکه به نظر میاد برایند نیروهای وارده صفر نیست!

منظور دقیقتان از شرایط یا حرکت ایده آل چیست؟

منظورم اینکه اصطکاک هوا نداریم و سطح کاملا هموار است.

[You-See]

سطح هموار هم که باشه باز بالاخره چند تا اتم از چرخ با چند تا اتم از سطح در "تماس" خواهند بود و روی هم نیرو وارد خواهند کرد.
البته منظور من از تماس "تاچ" کردن نیست و نزدیکی در حدی است که بتونه وزن چرخ رو تحمل کنه.
به دلیل همین نیروی بین اتم هاست که چرخ در سطح فرو نمی ره، لرزش های اتم های سطح و چرخ و حرکت و فشاری که از چرخ وارد سطح می شه گرمازاست و آنتروپی رو افزایش می ده و انرژی چرخ رو می گیره.
بصورت ساده:
1- هرگز هیچ سطحی صاف کامل نیست.
2- تمام سطوح به دلیل دارا بودن اتم ها بر چیزی که روش قرار دادیم نیرو وارد می کنند و در دماهای بالای صفر مطلق این نیرو قرینه کامل نیست و در جهت افقی هم وارد می شود.
3- در دمای صفر مطلق در شرایط ایده آل ممکنه چرخ تا ابد به راهش ادامه بده. دقیق بررسی نکردم.