Co je valivé tření?

Valivé tření je odporová síla působící na zpomalení pohybu koule, válce nebo kola, které se pohybují po přímce po vodorovném povrchu. Tato síla je do značné míry výsledkem materiálových vlastností předmětu a povrchu, s nímž je v kontaktu. Deformace nebo nepravidelnosti v předmětu nebo povrchu jsou důležitými faktory, které ovlivňují velikost valivého tření, stejně jako oblast kontaktu mezi nimi.

Na povrchu většiny věcí jsou drobné nepravidelnosti bez ohledu na to, jak hladké by mohly vypadat. Když je předmět v klidu v kontaktu s povrchem, tyto nepravidelnosti se zachytí na sobě a brání pohybu. Toto je statické tření.

Velikost síly aplikované na předmět k zahájení pohybu musí být dostatečná k překonání statického tření. Aby objekt v pohybu zůstal v pohybu, musí překonat odpor způsobený nepravidelnostmi. Tento odpor je kinetické tření.

Když jsou materiály, které tvoří předmět a povrch, relativně tuhé, existuje malá deformace ve tvaru předmětu nebo elasticita povrchu. V tomto případě jsou primární faktory určující valivé tření statické nebo kinetické tření a molekulární tření. Molekulární tření není výsledkem povrchových nepravidelností, nýbrž chemických vazeb a elektrických interakcí.

Méně tuhé materiály by mohly umožnit deformaci tvaru nebo pružnosti předmětu nebo povrchu z důvodu jejich vzájemného působení. Objekt, jako je pneumatika nebo basketbal, se může při válcování deformovat. Změna tvaru měkkého předmětu pohybujícího se po tvrdém povrchu zvyšuje oblast kontaktu objektu s povrchem. Kinetické tření se zvyšuje a stoupá také velikost valivého tření.

Pokud je povrch, přes který se objekt pohybuje, měkký nebo elastický, objekt se ponoří do povrchu a musí si projít. Toto je známo jako orný efekt a za těchto okolností je hlavní složkou valivého tření. Síla odporu není rovnoměrně rozložena v oblasti kontaktu s předmětem. Deformace povrchu je největší ve směru pohybu objektu. To ve skutečnosti zvyšuje statické tření a tím i třecí valení.

Jsou-li jak předmět, tak povrch elastické, je vzájemná interakce mezi nimi relativní a lze s ní manipulovat pro požadovaný výsledek. Deformování tvaru objektu může zvýšit pružnost povrchu. Často je například snazší řídit auto měkkými nečistotami, pokud jsou například pneumatiky vozidla nahuštěny na méně než plně.