Rullningshastighet

Rullningshastighet är den translationala hastigheten hos ett rullande objekt i förhållande till underlaget, till exempel ett hjul eller en cylinder. Den anger hur snabbt föremålet förflyttar sig längs ytan och är central inom fordonsdynamik och maskinindustri. För ett objekt som rullar utan glidning är sambandet mellan linjär hastighet v hos masscentrum, v = ωR, där ω är den vinkelfarten kring masscentrum och R är radien till kontaktpunkten. Detta gäller under antagandet att kontaktytan inte har någon relativ rörelse vid kontaktpunkten.

Vid glid uppstår skillnader mellan v och ω och friktionen blir mer komplex.

Rullningshastigheten påverkas av friktionens storlek: tillräcklig friktion krävs för att hålla rullningen utan slir, men hög friktion ökar rullmotståndet och energiförluster. Viktiga parametrar är massa, tröghetsmoment I, radie R och ytegenskaper. På en lutning θ rullas ett objekt nedför lutningen med acceleration a = g sinθ / (1 + I/(mR^2)) när det rullar utan glid. Exempel: solid cylinder (I = 1/2 mR^2) ger a = (2/3) g sinθ; solid sfär ger a = (5/7) g sinθ.

Mätning av rullningshastighet kan göras med varvtalsgivare, tacho eller optiska sensorer som följer hjulets rotation; från ω och R kan v beräknas som v = ωR. Rullningshastighet används för att beräkna färdsträcka (distance = v t) och för att analysera prestanda i bland annat fordon, transportband och andra rullande system.