Wat is rollende wrijving?
Rollende wrijving is een weerstandskracht die de beweging van een bol, cilinder of wiel vertraagt die in een rechte lijn over een vlak oppervlak beweegt. Deze kracht is grotendeels het gevolg van de materiaaleigenschappen van het object en het oppervlak waarmee het in contact staat. Vervormingen of onregelmatigheden in het object of oppervlak zijn belangrijke factoren die de grootte van de rollende wrijving beïnvloeden, evenals het contactgebied tussen de twee.
Er zijn kleine onregelmatigheden op het oppervlak van de meeste dingen, ongeacht hoe glad ze kunnen lijken. Wanneer een rustend voorwerp in contact staat met een oppervlak, vangen deze onregelmatigheden elkaar op en verzetten zich tegen beweging. Dit is statische wrijving.
De hoeveelheid kracht die op een object wordt uitgeoefend om beweging te initiëren, moet voldoende zijn om statische wrijving te overwinnen. Om in beweging te blijven, moet een bewegend object weerstand overwinnen die wordt veroorzaakt door de onregelmatigheden. Deze weerstand is kinetische wrijving.
Wanneer de materialen die een voorwerp en oppervlak vormen beide relatief stijf zijn, is er weinig vervorming in de vorm van het voorwerp of elasticiteit van het oppervlak. In dit geval zijn de primaire factoren die de rollende wrijving bepalen de statische of kinetische wrijving en moleculaire wrijving. Moleculaire wrijving is geen product van oppervlakte-onregelmatigheden maar van chemische binding en elektrische interacties.
Door minder rigide materialen kan het object of oppervlak door hun interactie vervormd of elastisch worden. Een voorwerp zoals een band of een basketbal kan tijdens het rollen vervormd raken. De vormverandering van een zacht voorwerp dat over een hard oppervlak beweegt, vergroot het contactgebied van het voorwerp met het oppervlak. De kinetische wrijving neemt toe en de grootte van de rollende wrijving neemt ook toe.
Als het oppervlak waarover een object reist zacht of elastisch is, zal het object in het oppervlak zinken en moet het zich een weg banen. Dit staat bekend als het ploegeffect en is in deze omstandigheid het belangrijkste onderdeel van rolwrijving. De weerstandskracht is niet gelijkmatig verdeeld over het contactgebied met het object. De vervorming van het oppervlak is het grootst in de richting van de beweging van het object. Dit verhoogt in feite de statische wrijving en dus de rollende wrijving.
Als zowel het object als het oppervlak elastisch zijn, is de interactie tussen de twee relatief en kan deze worden gemanipuleerd voor een gewenst resultaat. Het vervormen van de vorm van een object kan de elasticiteit van het oppervlak beter beheersbaar maken. Het is vaak gemakkelijker om met een auto door zacht vuil te rijden als de banden van de auto bijvoorbeeld minder dan volledig zijn opgepompt.