Solución:
Siempre puede descomponer un movimiento como este en dos partes: (1) rodar sin resbalar y (2) resbalar sin rodar.
¿Qué es resbalar sin rodar? Significa que el objeto se mueve uniformemente en una dirección a lo largo de la superficie, sin velocidad angular alrededor del propio centro de masa del objeto. Por ejemplo, una caja que se empuja por el suelo puede deslizarse fácilmente sin rodar.
Desafortunadamente, la mayoría de la gente parece asumir que puede inferir alguna información físicamente importante a partir de su propia noción de lo que es un deslizamiento, sin tener que definirlo. Creo que esto se hace para intentar conectar con la intuición, pero en el proceso, las cosas se vuelven mucho más nebulosas y mal definidas.
Para mí, es más fácil pensar en esto en términos de la rotación del objeto: nunca fue obvio para mí que el punto en contacto con el suelo no tiene velocidad en el instante en que toca. Prefiero pensar en cambio que un objeto que rueda sin resbalar recorre 1 circunferencia a lo largo del suelo por cada vuelta completa que realiza. Y el objeto que viaja más que esta distancia (o que no gira en absoluto) es corrimiento de alguna manera.
Luego, eventualmente, podemos llegar a la noción de que el punto en contacto durante el balanceo no puede tener una velocidad distinta de cero a través de cualquier argumento lógico o físico necesario.
Pero, como es habitual en física, no está muy claro qué definición debería considerarse “fundamental” con otros resultados derivados de ella. Esto enfatiza que la física no se construye axiomáticamente.
Las respuestas anteriores son todas buenas, pero quiero dar otro ejemplo que realmente me ayudó a comprender qué significa que el punto de contacto tiene una velocidad de cero.
Piense en el ‘objeto circular giratorio’ no como una bola, sino como un polígono en estrella con una cantidad infinita de bordes, por el bien del ejemplo, un número muy grande será suficiente: 9 bordes
En un momento dado, solo uno de los bordes toca el suelo. Piense en el movimiento de la estrella: si no se desliza, el punto que toca el suelo no se mueve, empuja contra el suelo, “luchando” contra la fuerza de fricción.
Otro buen ejemplo es la voltereta humana, pero tiene 2 puntos tocando el suelo al mismo tiempo, por eso me gusta menos …
Es por eso que las ruedas son buenas para transportar cosas, como resultado de que el punto de contacto no se mueve, solo la fuerza de fricción estática está trabajando en la rueda, y la fricción estática mantiene la conservación de energía.
Espero que esto le dé otro punto de vista a cualquiera que busque en Google el tema y se encuentre con esta pregunta …
Si la rueda rueda sin patinar, ¿cuál es la velocidad del punto en la base de la rueda? ¡Es … cero! Convénzase de que la velocidad debe ser cero. Ya que si no fuera cero, la rueda no estaría rodando sin patinar.
Hasta ahora la explicación es correcta. “Sin deslizamiento” se refiere realmente a un intervalo de tiempo distinto de cero y al estado de las caras de contacto durante este tiempo. Cuando no hay deslizamiento, las caras pueden ejercer una fuerza tangencial mayor entre sí que en el estado de deslizamiento, y no hay pérdida de energía mecánica involucrada.
Esto puede suceder cuando dos cuerpos están en contacto físico durante un tiempo distinto de cero y las partes en contacto tienen las mismas velocidades durante ese intervalo.
No es bueno definir ningún deslizamiento solo por un instante mediante el requisito de que $ v ‘= 0 $ en ese instante, porque eso puede suceder incluso si los cuerpos se deslizan entre sí en todos los demás instantes.
Entonces, la rueda está rodando sin deslizarse si y solo si el punto en la base tiene velocidad cero,
la palabra “entonces” no es muy buena aquí, y debería agregarse al final que “el punto de contacto tiene velocidad cero _todo_ el_ tiempo”. Entonces está bien.
Sin embargo, es interesante que en la práctica no parece haber ningún caso de rodadura antideslizante perfecta. Siempre hay algún deslizamiento y, por lo tanto, hay fricción involucrada, incluso las ruedas del tren sobre rieles se deslizan un poco. La condición de no deslizamiento es, por tanto, una aproximación conveniente.