A pihenés csúszása

Korábban úgy gondolták, hogy a súrlódás mechanizmusa nem bonyolult: a felületet szabálytalanságok borítják, és a súrlódás a csúszó részek ilyen szabálytalanságok feloldásához vezet; de ez nem megfelelő, mert akkor nem lenne energiaveszteség, de valójában az energiát súrlódásra fordítják.

A veszteségek mechanizmusa más. És itt rendkívül váratlan, hogy ezt a súrlódást empirikusan megközelítőleg egy egyszerű törvény írja le. A súrlódás leküzdéséhez szükséges erő és az egyik tárgy felülete felett húzható erő a normális érintkezési felületek felé irányított erőtől függ.

A szilárd test felszíne általában szabálytalanságokat mutat. Például még az elektronmikroszkóp nagyon finomra vágott fémjei 100-1000 A méretű "hegyeket" és "mélyedéseket" mutatnak. A testek tömörítése során a kontaktus csak a legmagasabb helyeken fordul elő, és a tényleges érintkezési felület sokkal kisebb, mint az érintkező felületek teljes területe. A nyomás az érintkezési pontokon nagyon nagy lehet, és ott kialakul a műanyag deformáció. Az érintkezési felület nő és a nyomás csökken. Ez addig folytatódik, amíg a nyomás el nem éri az adott értéket, amelynél a deformáció leáll. Ezért a tényleges érintkezési felület arányos a nyomóerõvel.

Az érintkezési ponton a molekuláris tapadás erőssége (például ismert, hogy a nagyon tiszta és sima fémfelületek ragaszkodnak egymáshoz).

A száraz súrlódás erõinek modellje (az úgynevezett szilárd testek közötti súrlódás) közel áll a fémek tényleges helyzetéhez.

Ha például a test egyszerűen vízszintes felületen fekszik, akkor a súrlódási erő nem hat rá. Súrlódás történik, ha megpróbálja elmozdítani a testet, erőt alkalmazzon rá. Míg az erő nagysága nem haladja meg a meghatározott értéket, a test nyugalmi állapotban marad, és a súrlódási erő nagyságrenddel egyenlő és hátrafelé az alkalmazott erő irányában. Ezután kezdődik a mozgás.

Meglepőnek tűnhet, de a pihenés súrlódási ereje felgyorsítja az autót. Végtére is, amikor az autó mozog, a kerekek nem csúsznak az úthoz képest, és a gumiabroncsok és az útfelület között van egy súrlódási erő a pihenés. Amint könnyű látni, az az autó mozgására irányul. Ennek az erőnek a nagysága nem haladhatja meg a pihenés súrlódásának maximális értékét. Ezért, ha egy csúszós úton, hogy élesen nyomja meg a gáz, akkor az autó elkezd csúszik. De ha megnyomja a fékeket, a kerekek megállítják a fonást, és az autó az út mentén csúszik. A súrlódási erő megváltoztatja irányát és elkezdi fékezni az autót.

A szilárd anyagok csúszása következtében fellépő súrlódási erő nemcsak a felületek tulajdonságaitól és a nyomóerőtől függ (ez a függőség minőségi szempontból ugyanaz, mint a pihenés súrlódása), hanem a mozgás sebességétől is. Gyakran növekvő sebességgel a súrlódási erő először élesen csökken, majd ismét növekszik.

A csúszás súrlódási erejének ez a fontos jellemzője megmagyarázza, miért hangzik a hegedűs hangszer. Először az íj és a zsinór között nincs csúszás, és a szálat az íj fogta el. Amikor a pihentető súrlódási ereje eléri a maximális értékét, a sztring megszakad, majd szinte teljesen szabadon rezeg, majd ismét egy orr, stb. Elfogja.

Hasonló, de már káros hatású rezgések fordulhatnak elő, ha a fémeket forgácsoló esztergán megmunkálják az eltávolított forgács és a vágó között. És ha az íjat dörzsöljük a gyantával, annak érdekében, hogy a súrlódási erő a gyorsaságtól éles legyen, akkor a fém feldolgozásakor fordított helyzetben kell eljárni (válassza ki a vágó, zsír, stb. Speciális alakját). Tehát fontos, hogy ismerjük a súrlódási törvényeket és használjuk őket.

A száraz súrlódás mellett az úgynevezett folyékony súrlódás is előfordul, amikor a szilárd anyagok folyadékban és gázokban mozognak és viszkozitásukhoz kapcsolódnak. A folyékony súrlódás erői arányosak a mozgás sebességével és eltűnnek, amikor a test leáll. Ezért folyadékban a test mozoghat, még egy nagyon kicsi erővel is. Például egy nehéz vízlépcső a vízbe mozgatható, a hatodik alját elhúzva, és a földön egy ilyen terhelés természetesen nem tud mozogni. A folyékony súrlódás erõinek ez a fontos jellemzõje például az a tény, hogy az autó "nedves úton" hozza. A súrlódás folyadékká válik, sőt az apró rendellenességek az úton, oldalirányú erők létrehozásával az autó "sodródásához" vezetnek.

Összefoglalóan megállapítható, hogy az esemény a súrlódás okozta, elsősorban, felületi érdesség, ami áramlási ellenállást, és jelenlétében kapcsolási egymáshoz szorítva szervek. A súrlódási jelenség valamennyi jellemzőjének vizsgálata meglehetősen összetett fizikai-mechanikai probléma, amelynek vizsgálata túlmutat az elméleti mechanika során.

A mérnöki számításokban általában kísérletileg megállapított általános törvényekből származnak, amelyek megfelelő gyakorlati pontossággal tükrözik a súrlódási jelenség főbb jellemzőit. Ezek a törvények, amelyeket a csúszó súrlódás nyugalmának (Coulomb-törvények) törvényének neveznek, a következőképpen fogalmazhatók meg:

1. Ha egy testet a test felszínén a test érintkezésének síkjában mozgatják, akkor egy súrlódási erő (vagy kohéziós erő) keletkezik, amelynek értéke nulla értéket vehet fel a Fpr értékre. az úgynevezett korlátozó súrlódási erő.

A csúszó súrlódás (vagy egyszerűen a súrlódási erő) ereje a kötés reakcióerõjének összetevõje, amely az érintkezõ testek felületéhez érintõ síkban helyezkedik el.

A súrlódási erő az ellenkező irányba irányul, ahol a cselekvő erők hajlamosak mozogni a testen.

Az elméleti mechanikában azt feltételezzük, hogy a kontaktáló testek felülete között nincs kenőanyag.

A száraz súrlódást súrlódásnak nevezzük, amikor nincs érintkezés a kenőanyaggal az érintkező testek felületei között.

Két esetet fogunk megfontolni: súrlódás a nyugalomban vagy test egyensúlyban és csúszó súrlódás, amikor egy test a relatív sebességgel mozog a másik felületén.

Nyugalmi helyzetben a súrlódási erő csak az aktív erők függvénye. A tangensnek a test felületének érintkezési pontján a kiválasztott irányt a súrlódási erő a következő képlet segítségével számítja ki:

Hasonlóképpen, a választott normális irányba a normál reakciót az adott erőken keresztül fejezzük ki:

Amikor egy test a másik felszínén mozog, a súrlódási erő állandó érték.

2. A határoló súrlódási erő nagysága megegyezik a statikus súrlódási együttható termékével a normál nyomás vagy a normál reakció következtében:

Statikus súrlódási együttható - absztrakt szám 0<<1; он опре-деляется опытным путем и зависит от материала соприкасающихся тел и состояния поверхностей (характер обработки, температура, влажность, смазка и т. п.). Считается, что коэффициент трения не зависит от скорости движения.

3. A korlátozó csúszó súrlódási erő, ha más dolog egyenlő, nem függ a dörzsölő felületek közötti érintkezési felülettől. Ebből a törvényből következik, hogy ahhoz, hogy elmozduljon, például egy téglát, ugyanazt az erőt kell alkalmazni, függetlenül attól, hogy a felszínre van-e elhelyezve, széles vagy keskeny.

Az első és a második törvény összefogásával megállapítható, hogy egyensúlyban a pihenés súrlódási ereje (az adhéziós erő)