4.2 Opór toczenia

Opór toczenia jest generowany, gdy dwa ciała przesuwają się bez ślizgania. Wyobraźmy sobie koło o promieniu r poddane obciążeniu N . Gdy koło zbliża się do punktu styku materiał jest ściskany, a po jego minięciu wraca do pierwotnej postaci. Jeśli materiał wykorzystany do produkcji koła nie jest idealnie elastyczny, część energii potrzebnej do ściśnięcia jest tracona w późniejszej fazie powrotnej – tracona w formie ciepła dla przeciwdziałania wewnętrznemu oporowi materiału. Jeśli rozpatrujemy to zjawisko w kategoriach sił, a nie energii, możemy stwierdzić że rozkład siły nacisku w kontakcie z podłożem jest niesymetryczny względem osi działania siły N.

Diagram przedstawia rozkład siły wynikowej, która jest równa co do wartości obciążeniu koła N, jednak przesunięta względem osi koła w przód o odległość bv. Przesunięcie siły wynikowej generuje w rezultacie moment siły oporu toczenia. Aby zapewnić równomierną pracę koła konieczne jest zastosowanie identycznego momentu napędowego o przeciwnym kierunku Mr lub siły pociągowej F równoległej do kierunku ruchu. Z poprzednich wzorów osiągnęliśmy:

Gdzie:

fv – współczynnik oporu toczenia wyznaczany jest doświadczalnie.