¿Qué hace rodar las cosas redondas?

Esta es una pregunta inteligente y razonable.

La primera ley de movimiento de Newton implica que nada se mueve hasta que se mueve.

Incluso un objeto redondo permanece estacionario si es estacionario y no se le aplica alguna fuerza.

Tal como sucede en la vida real, una fricción entre dos objetos los ralentiza y la fricción aumenta con su área común de interacción.

Dado que un objeto redondo tiene un área de interacción común muy pequeña con la otra superficie, enfrenta poca fricción y, por lo tanto, sigue moviéndose.

Dado que un objeto de base ancha tiene un área común de interacción muy grande con la otra superficie, enfrenta mucha fricción y, por lo tanto, necesita más fuerza para mantenerse en movimiento.

Editar : Rodar es un movimiento angular. Moverse sin rodar es un movimiento lineal.

Cualquier forma que haga un contacto puntual rodará o rotará. Cualquier forma que entre en contacto sobre un área no rodará, o solo rodará con cierto grado de resistencia.

Todos los objetos entran en contacto sobre un área, no un punto, y todos los objetos del mismo peso entran en contacto sobre la misma área.

Todo se trata de las fuerzas que actúan sobre la forma y dónde actúan. Cualquier objeto que ruede, se deslice o cualquier movimiento por el que esté pasando obedecerá esa ley suprema de la física: F = Ma.

Hay dos momentos que actúan sobre cualquier objeto que se mueve a través de una superficie: el primero es el resultado de la fuerza aplicada para mover el objeto y la fuerza que actúa para oponerse al movimiento. Accion y reaccion. El segundo momento es la fuerza de peso, opuesta por la fuerza que actúa en el borde de contacto. El primer momento actúa para rotar el objeto, mientras que el segundo momento actúa para detener la rotación. El objeto rodará si el primer momento es más alto o el objeto se deslizará si el primer momento es más bajo.

Cualquier objeto, sin importar su forma, rodará. Si se coloca en una superficie plana y la superficie se inclina gradualmente hacia arriba, el objeto rodará o se deslizará, dependiendo de qué tan rápido el centro de gravedad caiga fuera del plano vertical del objeto. Si no se desliza hacia abajo antes de que el COG alcance 90 ° + algún valor pequeño, rodará al menos una vez. La cosa redonda rodará primero, por supuesto, pero no a menos que haya cierta inclinación, e incluso la computadora portátil rodará si el avión es largo y la inclinación es rápida.

Se trata del centro de gravedad.

Cuando rueda (por ejemplo) un cubo, el centro del cubo se mueve hacia arriba y hacia abajo a medida que lo “rueda”. Un cubo de 10 cm que se encuentra plano sobre una cara tiene su centro de masa a 5 cm del suelo … pero a medida que lo gira, el punto central debe elevarse hasta que esté a unos 7 u 8 cm del suelo, y luego cae hacia abajo nuevamente hasta que solo esté a 5 cm de nuevo.

Por lo tanto, se necesita energía para levantar la masa del cubo contra la fuerza de la gravedad en un par de centímetros cada cuarto de revolución.

Pero con una esfera perfecta o un cilindro, el punto central no tiene que levantarse en absoluto, mantiene una altura constante sobre el suelo sin importar qué. Por lo tanto, siempre que pueda superar la leve fricción de rodadura y la resistencia al aire, la bola o la rueda rodarán para siempre. Con un cubo, debes aplicar energía cada cuarto de rotación.

Cuando una rueda rueda sin deslizarse, el punto en contacto con la superficie queda momentáneamente estacionario.

Eso significa que la fricción no le quita energía a la rueda. Entonces una bola perfecta rodaría indefinidamente, si no hubiera otros factores.

Por supuesto, cualquier rueda real se deformará ligeramente por su propio peso, por lo que habrá una pequeña zona de contacto. Y generalmente hay otros factores como la resistencia del aire.