11.4
物体が摩擦のない表面で加速せずに純粋な並進運動を行うと、2つの力だけが作用します。
物体を回転させるには、トルクが必要です。摩擦が導入されると、摩擦力は線速度の方向と反対に作用し、トルクが生成されます。
このトルクによって角加速度が発生し、物体が回転し始めます。回転速度が十分に大きくなると、物体の角速度は、表面と接触する点の接線速度を相殺するのに十分になります。
この点の接線速度は等しく、重心の接線方向と反対方向であるため、速度はゼロになります。この動きを滑らずに転がるという
。ここでは、オブジェクトの重心は線形パスをたどりますが、オブジェクトの縁上のポイントはサイクロイド パスをたどります。
オブジェクトが 1 回完全に回転すると、重心は転がるオブジェクトの円周に等しい直線距離だけ移動します。
車輪が発明されて以来、人々は滑ることなく転がる動きを観察してきました。 たとえば、車のタイヤと路面の相互作用を観察できます。 ドライバーがアクセルを床に押し付けて、車が前に進まないでタイヤが回転する場合、車輪と路面の間に動摩擦が発生するはずです。 ドライバーがゆっくりアクセルを踏んで車を前進させると…
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