Ce este frecarea de rulare?

Frecarea de rulare este o forță rezistivă care acționează pentru a încetini mișcarea unei sfere, cilindru sau roată care se deplasează în linie dreaptă pe o suprafață plană. Această forță este în mare măsură rezultatul proprietăților materiale ale obiectului și ale suprafeței cu care acesta este în contact. Deformațiile sau neregularitățile obiectului sau suprafeței sunt factori importanți care afectează magnitudinea frecării de rulare, la fel ca și zona de contact dintre cele două.

Există mici nereguli pe suprafața majorității lucrurilor, indiferent cât de netede ar părea. Atunci când un obiect în repaus este în contact cu o suprafață, aceste neregularități se prind unele pe altele, rezistând mișcării. Aceasta este frecare statică.
Cantitatea de forță aplicată unui obiect pentru a iniția mișcarea trebuie să fie suficientă pentru a depăși frecarea statică. Pentru a rămâne în mișcare, un obiect în mișcare trebuie să învingă rezistența cauzată de nereguli. Această rezistență este frecare cinetică.

Atunci când materialele care compun un obiect și o suprafață sunt ambele relativ rigide, există o mică deformare a formei obiectului sau elasticitatea suprafeței. În acest caz, factorii primari care determină frecarea de rulare sunt frecarea statică sau cinetică și frecarea moleculară. Frecarea moleculară nu este un produs al neregulilor suprafeței, ci al legăturilor chimice și al interacțiunilor electrice.

Materialele mai puțin rigide pot permite obiectului sau suprafeței să devină deformate în formă sau elastice din cauza interacțiunii lor. Un obiect precum o anvelopă sau o minge de baschet se poate deforma pe măsură ce se rostogolește. Schimbarea formei unui obiect moale care se deplasează pe o suprafață tare crește aria de contact a obiectului cu suprafața. Frecarea cinetică crește, iar mărimea frecării de rulare crește.

Dacă suprafața pe care se deplasează un obiect este moale sau elastică, obiectul se va scufunda în suprafață și trebuie să-și forțeze drumul. Acesta este cunoscut sub numele de efectul de arat și este componenta majoră a frecării de rulare în această circumstanță. Forța de rezistență nu este distribuită uniform pe zona de contact cu obiectul. Deformarea suprafeței este cea mai mare în direcția mișcării obiectului. Acest lucru, de fapt, crește frecarea statică și, astfel, frecarea de rulare.

Dacă atât obiectul, cât și suprafața sunt elastice, interacțiunea dintre cele două este relativă și poate fi manipulată pentru un rezultat dorit. Deformarea formei unui obiect poate face elasticitatea suprafeței mai ușor de gestionat. Este adesea mai ușor să conduci o mașină prin murdărie moale dacă anvelopele mașinii sunt mai puțin decât umflate complet, de exemplu.