滚动

物理学名词

滚动，指的是物理中转动与位移的平面复合运动。

词语

滚动：转动体沿转动方向的运动称作滚动。

科技用语。定义：转动与位移的平面复合运动。

说明：

1、物体（通常指圆形体）的旋转中心称作转动中心，简称转心；此外，这种平面复合运动所在作用面内在任何瞬时都有一个不动点，这个瞬时不动点称作滚动瞬心。

2、滚动是力偶和线性力的合效应。但，物体受摩擦作用时，力偶和线性力都可以单独使物体产生滚动；这种情况下的滚动是力矩效应，瞬心又是滚动的矩心。而且，瞬心恰在摩擦力作用点上。这是具有摩擦作用时滚动的两个重要特征。作用力为力（偶）矩时，摩擦力方向与滚动方向相同；作用力为线性力时，摩擦力方向与滚动方向相反。

3、瞬心的移动速度等于转动中心的位移速度时称纯滚动。

人的行走

人的行走相当于多边形体的滚动。

人的行走与人坐在轮椅运动类似，轮缘相当于多边形的边，胯关节相当于轮轴，腿相当于轮辐，脚相当于多边形边的端点。不过，各轮只有一个（真的）轮辐。但，只要速度适当地话，两脚交替着地，还是可以演绎出多轮辐效果。

问题是，两腿上下轮转是很费力的。因此，设计者改从下边前移，但因腿辐僵直，无法从下边通过。为此作出膝关节和踝关节，从而显现出现在人行走的样子。

人行走的动力是人的意志施加于脚掌的有机力矩，胯关节为力矩矩心；脚掌为滚动瞬心。阻力是人体体重与步幅一半的乘积。不难看出，使胯关节和脚掌连线与地面垂直或使身体前倾，可以减小阻力或变阻力为动力。尤其是奔跑时，显得尤为明显。

步幅（多边形边长）越小；两脚交替频率越低，越省力。步幅越大，重心上下窜动越大，越吃力。

脚掌与地面在圆周力作用下会产生摩擦，它是由体重作用引起的。目前，普遍认为滚动时的摩擦是一种阻碍滚动的阻力，这种认识是不正确的。阻碍滚动的阻力是物重对滚动瞬心的矩。摩擦力（F）只起稳定瞬心的作用，不是阻碍滚动的阻力。可以知道，没有摩擦，寸步难行。

根据摩擦力的方向可以判定，人的行走是转动（力矩）效应引起的滚动。显然，被人推着走时摩擦力的方向向后，是平动效应引起的滚动。

自行车的运动

自行车后轮是由转动作用引起的滚动，与地面接触点的作用力方向向后（与滚动方向相反）．因此，静磨擦力的方向与滚动方向相同；前轮是通过前轴传递的平动作用力产生的滚动，其与地面接触点的作用力方向向前．因此，静磨擦力的方向向后．

当不蹬车的时候，因惯性作用，俩轮仍保持原来的运动状态，摩擦作用方式不变。例如：将后轮离开地面，摇动脚蹬，使后轮旋转，再使其与地面接触，自行车会向前运动。（这个运动就相当于惯性滚动）.你会发现，轮下的灰尘或小沙粒被抛向后，即轮对地面有一个向后的作用力。因此，地面对轮的作用力（磨擦力）方向仍向前。