Navigace

Hlavní nabídka
Obsah


Válec na vodorovné rovině

Obr.1 Počáteční poloha válce
Dáno :

Hmotný homogenní rotační válec o poloměru a hmotě se valí po vodorovné rovině. Po proběhnutí dráhy se zastaví. Počáteční rychlost středu je .

Určit :

Určete rameno valivého odporu .


Obr.2 Uvolnění
Řešení :

Představme si válec ve vzdálenosti od výchozí polohy. Jeho pohyb rozložme na posuv bodu S (referenční bod) a druhotnou rotaci kolem tohoto bodu.
Pohybové rovnice jsou :




rovnice rovnováhy ve svislém směru :



při valení platí kinematická závislost :



za předpolkladu splněné statické podmínky valení



Řešením prvních čtyř rovnic dostáváme :



pro válec pak ( )



Použitím vztahu dostaneme výsledek .

Ke splnění statické podmínky valení musí koeficient smykového tření mezi válcem a podložkou být .

Dodejme pro zajímavost možnost určení ramene valivého odporu užitím věty o změně kinetické energie :



kde v integrálu na pravé straně je pouze práce momentu síly . Protože tečná reakce prochází pólem pohybu , tedy bodem s nulovou rychlostí a proto tato síla nekoná práci.
Dosazením za a , vyjde pro již výše vypočtený výraz.