Hva er rullende friksjon?

Rullende friksjon er en motstandskraft som virker for å bremse bevegelsen til en kule, sylinder eller hjul som beveger seg i en rett linje over en jevn overflate. Denne kraften er i stor grad resultatet av materialegenskapene til gjenstanden og overflaten den er i kontakt med. Deformasjoner eller uregelmessigheter i gjenstanden eller overflaten er viktige faktorer som påvirker størrelsen på rullende friksjon, og det samme er kontaktområdet mellom de to.

Det er små ujevnheter på overflaten av det meste, uansett hvor glatte de kan se ut. Når en gjenstand i ro er i kontakt med en overflate, fanger disse uregelmessighetene hverandre og motstår bevegelse. Dette er statisk friksjon.

Mengden kraft som påføres et objekt for å sette i gang bevegelse, må være tilstrekkelig for å overvinne statisk friksjon. For å forbli i bevegelse, må et objekt i bevegelse overvinne motstand forårsaket av uregelmessighetene. Denne motstanden er kinetisk friksjon.

Når materialene som komponerer en gjenstand og overflate begge er relativt stive, er det liten deformitet i form av gjenstanden eller overflatenes elastisitet. I dette tilfellet er de primære faktorene som bestemmer rullende friksjon statisk eller kinetisk friksjon og molekylær friksjon. Molekylær friksjon er ikke et produkt av overflateuregelmessigheter, men av kjemisk binding og elektriske interaksjoner.

Mindre stive materialer kan tillate at gjenstanden eller overflaten deformeres i form eller elastisk på grunn av samspillet. Et objekt som et dekk eller en basketball kan bli deformert når det ruller. Endringen i form av en myk gjenstand som beveger seg over en hard overflate øker objektets kontaktområde med overflaten. Den kinetiske friksjonen økes, og størrelsen på den rullende friksjonen øker også.

Hvis overflaten en gjenstand beveger seg over er myk eller elastisk, vil gjenstanden synke ned i overflaten og må tvinge seg gjennom. Dette er kjent som brøytingseffekten og er den viktigste komponenten i rullende friksjon i dette tilfellet. Motstandskraften er ikke jevnt fordelt over kontaktområdet med gjenstanden. Deformasjonen av overflaten er størst i retning av objektets bevegelse. Dette øker faktisk statisk friksjon og dermed rullende friksjon.

Hvis både objektet og overflaten er elastisk, er samspillet mellom de to relative og kan manipuleres for et ønsket resultat. Å forme en gjenstands form kan gjøre overflatenes elastisitet mer håndterbar. Det er ofte lettere å kjøre bil gjennom mykt skitt hvis bilens dekk er mindre enn helt oppblåst, for eksempel.