无滑动的滚动问题

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版主: verdeliteTlexander

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无滑动的滚动问题

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圆柱体沿斜坡下滑,由于摩擦力作用,无滑动,只有滚动,如果给定下滑高度,圆柱体半径,求最终速度。看了几个视频,都是用能量守恒来解答的,mgh = 1/2mv^2 + 1/2 Iw^2, w = v/R. 问题是为什么能量是守恒的呢?不是有摩擦力沿斜坡方向做功消耗一部分势能而产生热量吗?
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Re: 无滑动的滚动问题

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cokecoke 写了: 3月 28, 2023, 9:21 am 圆柱体沿斜坡下滑,由于摩擦力作用,无滑动,只有滚动,如果给定下滑高度,圆柱体半径,求最终速度。看了几个视频,都是用能量守恒来解答的,mgh = 1/2mv^2 + 1/2 Iw^2, w = v/R. 问题是为什么能量是守恒的呢?不是有摩擦力沿斜坡方向做功消耗一部分势能而产生热量吗?
因为无滑动,所以摩擦力不做功。

展开说:做功要求受力物体的受力点必须在力的方向上有位移。这里物体是圆柱,受力点是接触点。因为无滑动,物体的受力点相对于斜坡的施力点是(平动意义上)瞬时静止的。
没有光子;也没有量子能级,量子跃迁,量子叠加,量子塌缩和量子纠缠。
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Re: 无滑动的滚动问题

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verdelite 写了: 3月 28, 2023, 9:35 am 因为无滑动,所以摩擦力不做功。

展开说:做功要求受力物体的受力点必须在力的方向上有位移。这里物体是圆柱,受力点是接触点。因为无滑动,物体的受力点相对于斜坡的施力点是(平动意义上)瞬时静止的。
谢谢答疑,那是不是滚动摩擦力都是不做功的呢?只有滑动摩擦力才做功?
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Re: 无滑动的滚动问题

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cokecoke 写了: 3月 28, 2023, 9:51 am 谢谢答疑,那是不是滚动摩擦力都是不做功的呢?只有滑动摩擦力才做功?
你问的两个问题都有毛病。

首先,在这个题目里面,根本就没有提及和考虑滚动摩擦力。其实滚动摩擦力不是摩擦力,只是接触处材料变形,轮子需要爬变形形成的微型小坡。而滚动摩擦力基本上都是要做负功的,因为形变和恢复会把运动能量变成热量。

其次,本题里滑动摩擦力并不做功。并不是接触点相互滑动时才有滑动摩擦力。“相互滑动的趋势”也导致滑动摩擦力,它叫做静摩擦力。本题里面因为没有发生接触点相对滑动,所以这里的滑动摩擦力是静摩擦力,并不做功。
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Re: 无滑动的滚动问题

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verdelite 写了: 3月 28, 2023, 10:09 am 你问的两个问题都有毛病。

首先,在这个题目里面,根本就没有提及和考虑滚动摩擦力。其实滚动摩擦力不是摩擦力,只是接触处材料变形,轮子需要爬变形形成的微型小坡。而滚动摩擦力基本上都是要做负功的,因为形变和恢复会把运动能量变成热量。

其次,本题里滑动摩擦力并不做功。并不是接触点相互滑动时才有滑动摩擦力。“相互滑动的趋势”也导致滑动摩擦力,它叫做静摩擦力。本题里面因为没有发生接触点相对滑动,所以这里的滑动摩擦力是静摩擦力,并不做功。
您的回答非常透彻,终于把这个问题讲清楚了,非常感谢!
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Re: 无滑动的滚动问题

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cokecoke 写了: 3月 28, 2023, 10:20 am 您的回答非常透彻,终于把这个问题讲清楚了,非常感谢!
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