J 2014

Rolling friction - models and experiment. An undergraduate student project.

VOZDECKÝ, Luboš, Jiří BARTOŠ and Jana MUSILOVÁ

Basic information

Original name

Rolling friction - models and experiment. An undergraduate student project.

Name in Czech

Valivé tření - modely a experiment. Studentský projekt.

Authors

VOZDECKÝ, Luboš (203 Czech Republic), Jiří BARTOŠ (203 Czech Republic, belonging to the institution) and Jana MUSILOVÁ (203 Czech Republic, guarantor, belonging to the institution)

Edition

European Journal of Physics, Velká Británie, IOP Publishing, 2014, 0143-0807

Other information

Language

English

Type of outcome

Článek v odborném periodiku

Field of Study

10301 Atomic, molecular and chemical physics

Country of publisher

United Kingdom of Great Britain and Northern Ireland

Confidentiality degree

není předmětem státního či obchodního tajemství

Impact factor

Impact factor: 0.629

RIV identification code

RIV/00216224:14310/14:00075863

Organization unit

Faculty of Science

DOI

UT WoS

000344175200004

Keywords (in Czech)

valivé tření; fyzikální vzdělávání

Keywords in English

rolling friction; physics education

Tags

Tags

International impact, Reviewed
Změněno: 11/4/2015 12:33, Ing. Andrea Mikešková

Abstract

ORIG CZ

V originále

In this paper the model of the rolling friction (rolling resistance) is studied theoretically and experimentally on the undergraduate level of the fundamental course of general physics. Rolling motions of a cylinder along horizontal or inclined planes are studied by simple experiments, measuring deformations of the underlay or of the rolling body. The rolling of a hard cylinder on a soft underlay as well as of a soft cylinder on a hard underlay is studied. The experimental data are treated by the open source software Tracker, appropriate for the use on the undergraduate level of physics. Interpretation of results is based on elementary considerations comprehensible to university students – beginners. It appears that the commonly accepted model of rolling resistance based on the idea of a warp (little bulge) on the underlay front of the rolling body does not correspond with experimental results even for soft underlay and hard rolling body. The alternative model of the rolling resistance is suggested in agreement with experiment and the corresponding concept of the rolling resistance coefficient is presented. In addition to the obtained results we can conclude that the project can be used as a task for students in practical exercises of the fundamental undergraduate course of general physics. Projects of the similar type effectively contribute to the development of physical thinking of students.

In Czech

Model valivého tření je studován teoreticky i experimentálně na úrovni univerzitního kurzu obecné fyziky. Jednoduchý experiment je založen na měření deformace válce valícího se po vodorovné, resp. nakloněné rovině a deformace podložky. Experimentální data jsou zpracována pomocí volně dostupného programu Tracker, která je vhodný pro použití na úrovni kurzu obecné fyziky. Interpretace experimentů je založena na elementárním modelu valivého tření. Ukazuje se, že běžně užívaný model valivého tření založený na předpokladu, že deformovaná podložka vytváří před valícím se tělesem "hrbol", neodpovídá experimentu. V článku je navržen alternativní model, který je konzistentní s experimentálními daty. Projekt navíc přispívá k rozvoji fyzikálního myšlení studentů.