Кочення реального тіла
Тепер розглянемо описану вище ситуацію тільки для випадку реальних (деформованих) тел. Площу дотику колеса і поверхні вже не буде дорівнює нулю, вона буде мати деяке кінцеве значення.
Проведемо аналіз сил. Почнемо з дії вертикальних сил, тобто ваги і реакції опори. Вони як і раніше рівні один одному, тобто:
N = P
Однак сила N тепер діє вертикально вгору не через вісь колеса, а дещо зміщена від неї на відстань d. Якщо уявити площу контакту колеса з поверхнею у вигляді площі прямокутника, то завдовжки цього прямокутника буде товщина колеса, а ширина дорівнює 2*d.
Тепер перейдемо до розгляду горизонтальних сил. Зовнішня сила F, як і раніше, не створює моменту обертання і дорівнює силі тертя fr по абсолютній величині, тобто:
F = fr.
Момент сил, що приводить до обертання, буде створювати тертя fr і реакцію опори N. Причому ці моменти будуть спрямовані в різні сторони. Відповідний вираз має вигляд:
M = N*d – fr*r
В випадку рівномірного руху момент M дорівнюватиме нулю, тому отримуємо:
N*d – fr*r = 0 =>
fr = d/r*N
Останнє рівність з урахуванням записаних вище формул можна переписати так:
F = d/r*P
По суті, ми отримали головну для розуміння сили тертя кочення формулу. Далі в статті проведемо її аналіз.
