5. Вопросы для проверки (примерные)

5.1. Объяснить цель опытов, схему установки и методику выполнения эксперимента.

5.2. Какое механическое движение называется нормальным качением? Условия нормального качения тел.

5.3. Понятие момента сопротивления качению. Работа момента сопротивления качению.

5.4. Уравнения динамики качения по наклонной поверхности.

5.5. Уравнение энергетического баланса при качении тел.

5.6. На каком расстоянии от начальной точки остановится шарик радиусом

r=1см при качении по горизонтальной поверхности с коэффициентом сопротивления качению  = 210^-3 см при начальной скорости центра масс V_0c =

=1 м/с и 10 м/с?

5.7. Понятие работы силы. По какой причине работа сил сцепления при нормальном качении тел равна нулю?

5.8. Объяснить, как вычисляется высота подъёма центра масс шарика, если точка его остановки находится на дуге окружности с радиусом R₁, величина которого указана на схеме установки.

5.9. По какой причине столкновения шаров при качении отличаются от столкновений свободно летящих шаров?

5.10. Объяснить результаты опытов Задания №1.

5.11. Объяснить результаты опытов Задания №2.

6. Литература

6.1. Д. В. Сивухин. Общий курс физики, т. 1, "Механика". М., Наука, 1974, 519с.

6.2. Н. В. Крагельский, В. С. Щедров. Развитие науки о трении. М., Издание АН СССР, 1956, 235с.

6.3. Н. В. Крагельский, И. Э. Виноградова. Коэффициенты трения. М., Машгиз, 1962.

6.4. К. Джонсон. Механика контактного взаимодействия. М., Мир, 1989.

6.5. Г. В. Дедков. Нанотрибология: экспериментальные факты и теоретические модели. Успехи физических наук, т. 170, №6, 2000, с.585-618.

6.6. А,Д.Терентьев. Введение в физику: основы физических измерений, Методическое пособие № 100, КГТУ, 2006г.

Приложение классификация катящихся тел в зависимости от способа качения

В зависимости от способа качения колёса транспортных устройств подразделяются на два основных типа: ведущие и ведомые. Соответствующие термины используются также для определения назначения колёс.

Колесо называется ведущим, если на его оси приложена пара сил, т. е. система из двух сил, равных по модулю, противоположных по направлению и расположенных на разных (параллельных) линиях действия. Сумма сил пары равна нулю, но момент пары отличен от нуля.

Если пару сил приложить к телу, свободному от связей, тело начинает вращаться вокруг оси, проходящей через его центр масс. Однако в случае колеса, поставленного на опорную поверхность при наличии сцепления, поворот под действием пары сил будет происходить вокруг оси, расположенной в точках касания между телом и поверхностью. Таким образом, качение ведущего колеса можно рассматривать как вращение вокруг мгновенной оси под действием пары сил, момент которой равен М_вед (момент ведущей пары сил).

Колесо называется ведомым, если к нему приложена сосредоточенная сила, изображаемая одним вектором. Такая сила обычно действует на оси, проходящей через центр масс, но может быть приложена и к другим точкам колеса, например, на ободе или на дополнительном шкиве. Колесо, поставленное на опорную поверхность при наличии сцепления, начинает катиться под действием приложенной силы, поворачиваясь вокруг оси, расположенной в точках касания между телом и опорной поверхностью. Следовательно, качение ведомого колеса – так же как и ведущего – можно рассматривать как вращение вокруг мгновенной оси под действием силы, момент которой определяется произведением модуля приложенной силы и её плеча, т. е. расстояния от мгновенной оси до линии действия силы.

Кроме указанных выше двух способов качения, необходимо отметить третий случай, который условно называется качением тел по инерции. Такое движение, например, происходит, если на ведомом колесе прекращается действие приложенной к нему силы и не включается какое-нибудь специальное тормозное устройство. Следует также отметить, что названия: ведущие, ведомые и тела, катящиеся по инерции – справедливы для тел любой формы.