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.