Me preguntaba cómo se mueve una rueda en la tierra, quiero decir, si la fricción hace que se mueva, entonces, ¿qué hace que se detenga después de un tiempo sin ninguna fuerza de empuje? Creo que la dirección de la fuerza de fricción depende de la velocidad del punto más bajo de la rueda que está en contacto con la tierra. Por favor, preste atención a la imagen que subí. si no es correcto, por favor dígame la respuesta.
Imagina que la rueda está estacionaria. Se aplica una fuerza que acelera la rueda horizontalmente. Esto agrega impulso traslacional a la rueda. Ahora, como la rueda no se desliza, se produce una fuerza de fricción en el punto P que produce un par en la rueda. El torque hace que la rueda comience a rodar, agregando impulso de rotación. Una vez que la rueda se mueve a una velocidad constante, no hay fuerza de fricción en el punto P. La rueda seguirá moviéndose y girando a la misma velocidad por su propia inercia. No se requiere fuerza de fricción para mantener la rueda rodando. Incluso con una fuerza de fricción entre la rueda y la carretera, una rueda ideal seguirá rodando para siempre. Si no hubiera fuerza de fricción, la rueda se deslizaría en lugar de rodar. La razón por la que las ruedas en el mundo real se ralentizan después de un tiempo es porque están construidas con materiales reales. El peso de la rueda hace que el punto de contacto P se deforme ligeramente y posiblemente también deforme el suelo. Se pierde energía al hacer esta deformación, por lo que la rueda finalmente se ralentizará y se detendrá.
Un ejemplo extremo de deformación en una rueda es un pinchazo en una bicicleta. Es mucho más difícil hacer rodar una llanta desinflada que una que está inflada. Esto se debe a que deformar la forma del neumático cuando toca el suelo consume mucha energía. Todas las ruedas reales se deformarán debido a su peso, aunque a veces es demasiado pequeño para verlo.
Abbas Shojakani
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Abbas Shojakani