(Está bien, ya pregunté esto en una publicación anterior, pero creo que debería ser una pregunta separada)
Considere un cilindro que realiza un rodamiento puro acelerado (la fricción estática no es cero) en una superficie suficientemente rugosa.
El punto de contacto sigue cambiando ya que el cuerpo está rodando. Ahora entiendo por trabajo de rotación al trabajo realizado por un momento de torsión para rotar un cuerpo en algún ángulo. El par es proporcionado por una fuerza que se aplica a un PUNTO PARTICULAR del cuerpo y permanece en contacto con ese PUNTO PARTICULAR durante toda la rotación (digamos por un ángulo A). Sin embargo, esto es lo que me confunde, en el rodamiento puro el punto de contacto está en reposo y no se desplaza en ese instante particular cuando está en contacto con la superficie, el punto de contacto cambia cuando el cuerpo rueda. Ahora bien, si el punto inicial de contacto estaba en reposo (no fue desplazado por A), ¿cómo puede la fricción realizar un trabajo de rotación?
El hecho de "momentáneamente en reposo" implica que la fricción no realiza ningún trabajo.
Y de hecho no es el par por fricción el que hace el trabajo; ¡es el par el que causa la aceleración , el que hace el trabajo!
Dado que su cilindro está acelerando, debe haber tal par presente. Tal vez su cilindro sea una rueda en un automóvil. Entonces es el motor el que provoca un par en la rueda sobre el eje.
Esto, llamémoslo torque del motor , está haciendo trabajo de rotación en el cilindro. Si el cilindro estuviera colgando libre sin contacto con el suelo, entonces este trabajo realizado agregaría energía cinética rotacional. El cilindro giraría cada vez más rápido, no se movería/traduciría, solo giraría/giraría.
Puede pensar en el par por fricción como un "habilitador intermedio" que hace que este trabajo, que de otro modo se habría convertido en energía cinética de rotación, se convierta en energía cinética de traslación del cilindro. La fricción no hace este trabajo, solo actúa como un medio para cambiar de rotación a traslación.
Puede estar aún más convencido de este hecho de que la fricción no funciona, pensando en lo que sucedería si el par motor (el par que causa la aceleración) dejara de actuar:
Entonces el cilindro dejaría de acelerar. ¿Pero se ralentizaría? ¡No! Simplemente seguiría rodando. Para siempre. A velocidad constante (velocidad de traslación constante y velocidad de rotación constante). El par por rozamiento no realiza trabajo por sí solo (ni positivo ni negativo, por lo que no acelera ni frena). (De hecho, esa fricción estática ni siquiera está presente, ya que no hay otras fuerzas presentes para contrarrestar). Continuará rodando hasta que aparezcan otras fuerzas/torques, que pueden hacer trabajo, o hasta que se elimine/agregue energía de otras formas. a su movimiento.
La fricción estática fija la ubicación de la parte inferior de un cilindro rodante (o rueda). La rueda está experimentando una rotación instantánea alrededor de este punto fijo. Como señala Steeven, una fuente externa de torque intentará acelerar esta rotación. Esta aceleración ejercerá una fuerza sobre el centro de masa (o eje) de la rueda (que se está moviendo).
Shreyansh Pathak