Работа упругого деформирования, затраченная на единицу пути качения
Для изучения типа проскальзывания, описанного Рейнольд-сом, были поставлены опыты, в которых цилиндр диаметром 12,7 мм катился по плоской поверхности резины. При больших нагрузках, когда внедрение в резину оказывалось сравнимым с радиусом цилиндра, было найдено, что за один оборот цилиндр проходит расстояние на 10% меньшее, чем длина его окружности.
Для выяснения того, в какой степени это связано с проскальзыванием, в цилиндре было просверлено диаметральное отверстие, края которого были окрашены типографской краской.
При малой статической нагрузке был виден четкий круговой отпечаток.
При качении образовывался такой же четкий отпечаток, однако теперь он имел эллиптическую форму с малой осью, на 10% меньшей, чем большая. Это свидетельствовало о двух обстоятельствах.
Во-первых, резина растягивается перед входом в зону контакта и после выхода из нее. Путь, проходимый цилиндром по резине, приходится на участок, растянутый в среднем на 10%. При качении на растянутом участке образуется круговой отпечаток.
Когда этот участок выходит из зоны контакта, он укорачивается в направлении качения.
Во-вторых, как показал Рейнольде, растяжение участка резины в точке В не равно растяжению в точке С, следствием чего служит проскальзывание второго порядка между В и С, необходимое для компенсации неравномерности растяжения.
Однако резкость эллиптического отпечатка показывает, что это проскальзывание, если оно и существует, пренебрежимо малой совершенно недостаточно для объяснения наблюдаемого сопротивления качению. Это подтверждается и тем, что при смазке поверхностей глицерином трение качения существенно не меняется.
Детальное аналитическое и экспериментальное исследование деформации катящихся цилиндров, выполненное Джонсоном (неопубликованная работа), подтверждает, что проскальзывание, на которое указывал Рейнольде, в самом деле очень мало. Джон-
