Berzes likuma formula. Berze
Berzes spēkus sauc par tangenciālu mijiedarbību starp saskarē esošajiem ķermeņiem, kas rodas no to relatīvās kustības. Berzes koeficients μ ir bezizmēra lielums.
Ritošā berze izpaužas, ķermenim ripojot uz balsta, un tā ir daudz mazāka nekā slīdēšanas berze. Eksperimentāli noskaidrots, ka berzes spēks ir atkarīgs no ķermeņu spiediena spēka vienam uz otru (balsta reakcijas spēka), no berzes virsmu materiāliem un no relatīvās kustības ātruma.
Berzi iespējams klasificēt arī pēc tās laukuma. Un jo lielāks ir normālais reakcijas spēks, jo lielāks ir berzes spēks. Tas precīzi parāda, kā slīdošās berzes spēks ir atkarīgs no normālas reakcijas spēka (vai, varētu teikt, no ķermeņa svara), kāda tā proporcija ir.
Berzes koeficients, formula
Tā, piemēram, koka priekšmeti berzē viens pret otru ar koeficientu no 0,2 līdz 0,5 (atkarībā no koka virsmu veida). Parastās atbalsta reakcijas stiprums ir atkarīgs no ķermeņa svara. Tas ir vienāds ar to pēc moduļa, bet pretējs virzienā.
Skatiet, kas ir "slīdošais berzes spēks" citās vārdnīcās:
BERZES KOEFICIENTS, kvantitatīvs raksturlielums spēkam, kas nepieciešams, lai slīdētu vai pārvietotu vienu materiālu pa cita virsmu. Sausās berzes spēki ir spēki, kas rodas, saskaroties diviem cietiem ķermeņiem, ja starp tiem nav šķidruma vai gāzveida slāņa. Statiskais berzes spēks nedrīkst pārsniegt noteiktu maksimālo vērtību (Ftr)max.
Parasti berzes koeficients ir mazāks par vienotību. Kad ciets ķermenis pārvietojas šķidrumā vai gāzē, rodas viskozs berzes spēks. Berzes spēki rodas arī tad, kad ķermenis ripo. Tomēr rites berzes spēki parasti ir diezgan mazi. Risinot vienkāršas problēmas, šie spēki tiek atstāti novārtā.
Vadlīniju formas uzskaite. Samazināts berzes koeficients
Berzes spēka esamība ir izskaidrojama ar nelīdzenumu mijiedarbību uz ķermeņu virsmām. Tas pastāv vienmēr, jo absolūti gludi ķermeņi nepastāv. Statiskais berzes spēks ir minimālais spēks, kas jāpieliek, lai ķermenis sāktu kustēties.
Atbalsta reakcijas spēks ir vērsts perpendikulāri kustības līnijai, un ķermeņa svars ir vērsts perpendikulāri horizontam. Ja starp ķermeņiem nav šķidruma vai gāzveida slāņa (eļļošanas), tad šādu berzi sauc par sausu. Pretējā gadījumā berzi sauc par "šķidrumu".
Tomēr visbiežāk šī atkarība ir vāji izteikta, un, ja nav nepieciešama lielāka mērījumu precizitāte, tad "k" var uzskatīt par nemainīgu. Robeža, kad saskares zonā var būt dažāda rakstura slāņi un laukumi (oksīda plēves, šķidrums utt.) - visizplatītākais slīdēšanas berzes gadījums.
Vilces spēka formula
Pēdējā gadījumā mijiedarbību starp ķermeņiem sauc par berzes spēkiem. Reālās kustībās vienmēr rodas lielāka vai mazāka berzes spēki. Ķermenis kustas vienmērīgi un taisni, kad ārējs spēks līdzsvaro kustības laikā radušos berzes spēku.
Trīs nominatīvo nozīmju kombinācija vārdā berze ir ziņkārīga. Sociālo attiecību raksturošanai izmantots mehānikas termins berze. Slīdgultnis - Mehānisma vai mašīnas balsts vai vadotne (sk. Machine), kurā, slīdot savienojuma virsmām, rodas berze.
Vadītāju forma ietekmē arī berzes spēku translācijas pārī. Kā redzams, šajā gadījumā lielā mērā ir iespējams ietekmēt berzes spēka lielumu, mainot leņķi starp vadotņu plaknēm (šeit β ir puse no ķīļa leņķa).
Atbildes uz jautājumiem dabaszinātnēs un matemātikā
Ja tiek izmantoti mazi (tuvi nullei) leņķi, berzes spēks palielinās līdz ļoti lielām vērtībām (tā kā ķīļa leņķim ir tendence uz nulli, berzes spēkam ir tendence uz bezgalību). Spēka mērvienība ir N (ņūtons). Vilces spēka avots ir ārējā ietekme. Automašīnas gadījumā tas ir riteņu berzes spēks uz ceļa segumu, kuģa gadījumā - dzenskrūves izmestās ūdens strūklas spēks.
Problēmu risināšanas piemēri par tēmu "Vilces spēks"
Šī spēka lielums ir vāji atkarīgs no ātruma lieluma, tāpēc, risinot uzdevumus, tas tiek uzskatīts par nemainīgu lielumu. Risinājums. Uz stieni iedarbojas trīs spēki: gravitācija mg, atbalsta reakcijas N un berzes spēks Ffr (att. Pēdējā sakarība ļauj praksē noteikt berzes koeficienta vērtību.
Mēs esam atraduši vilces spēka funkcionālo atkarību no leņķa α. Acīmredzot F būs mazākais priekš augstākā vērtība saucējs. 98.-15. uzdevums. Korpuss A novietots uz negludas plāksnes BC, kuru var pagriezt ap viru B. Ir zināms berzes koeficients / starp korpusu A un plāksni BC.
Nomaināma plāksne 6 ir ievietota dēļa 4 padziļinājumā (attēlā iekrāsota). Mēs savās diskusijās vairākkārt esam saskārušies ar berzes spēkiem no vienas vai otras puses (skatīt šeit >>>, šeit >>> un šeit >>>.) Apskatīsim vēl dažas "muļķības", kas saistītas ar berzes spēkiem. Koeficients μ ir atkarīgs no berzes ķermeņu materiāliem un no saskares virsmu stāvokļa.
Kā zināms, berzes spēks iedarbojas gar saskarē esošo ķermeņu virsmu un ir vērsts virzienā, kas ir pretējs ķermeņa relatīvajai kustībai (iespējama kustība statiskās berzes gadījumā). Turklāt berzes koeficients ir atkarīgs no ātruma. Statiskās berzes spēks slīdēšanas sākuma brīdī. Ritošā berzes spēks ir atkarīgs no rites objekta rādiusa. Attiecībā uz berzes spēku ir tikai iepriekš zināms, ka tas ir vērsts pa slīpu plakni.
Un iedarbojas uz ķermeni virzienā pretējs virziens paslīdēt.
Slīdošās berzes negatīvās sekas mehānismos ir ne tikai efektivitātes samazināšanās, bet arī mehānismu nodilums.
1. Vispārīgie noteikumi
Galvenais slīdēšanas berzes iemesls ir tas, ka saskarē esošo ķermeņu virsmas ir raupjas; kā rezultātā, pārvietojot vienu ķermeni uz cita virsmas, ir nepieciešams spēks, lai pārvarētu šo virsmu mikroskopisko nelīdzenumu pretestību. Papildus virsmas raupjumam berzes parādības ietekmē arī divu ķermeņu starpmolekulārās mijiedarbības spēki.
kur - bezdimensiju lielums, ko sauc par statiskās berzes koeficientu vai statisko berzes koeficientu.
Berzes spēks kustības laikā ir mazāks par statisko berzes spēku, un kustības berzes koeficients (dinamiskais berzes koeficients) ir mazāks par statisko berzes koeficientu:
2. Berzes leņķis
Bieži vien inženiertehnisko aprēķinu laikā statiskie un dinamiskie berzes koeficienti netiek nošķirti, un to vērtības attiecīgajiem materiāliem tiek noteiktas no leņķa pieskares tabulām. φ 0, veidojas reakcijas rezultātā R raupja virsma ar parasto N uz virsmu, jo μ = iedegums φ.
Stūris φ 0 sauca berzes leņķis.
3. Berzes konuss
Apsveriet ķermeni galīgā līdzsvara stāvoklī uz nelīdzenas virsmas. Atkarībā no doto spēku darbības ierobežojošās reakcijas virziens F0 var mainīties. Visu iespējamo reakcijas virzienu lokuss F0 robežapstākļos veido konisku virsmu - berzes konuss. Mēs apvienojam visus aktīvos spēkus, kas iedarbojas uz ķermeni, vienā rezultātā R, kas veido leņķi α ar normālu pret virsmu. Šāds spēks veic dubultu darbību - tā parastā sastāvdaļa nosaka virsmas reakciju N un, kā sekas, ierobežojošais berzes spēks , Spēka tangenciālā sastāvdaļa R mēģinot pārvarēt šo spēku. Pieaugot spēkam R abas sastāvdaļas palielināsies proporcionāli. Tātad ķermeņa miera vai kustības stāvoklis nav atkarīgs no spēka moduļa R un to nosaka tikai tā pielietojuma leņķis α.
Kad ķermenis ir līdzsvarā, Un, lai ķermenis sāktu kustēties, ir nepieciešams un pietiekami, lai aktīvo spēku rezultants R atradās ārpus berzes konusa.
Skatīt arī
Piezīmes
- DSTU 2823-94 Berzes, nodiluma un smērvielu izstrādājumu nodilumizturība. Termini un definīcijas.
Avoti
- Sivukhins D.V. Vispārīgais fizikas kurss - M.: Nauka, 1979. - T. I. Mehānika. - S. 101-102. - 520 s.
- Kindračuks M.V., Labunets V.F., Pašečko M.I., Korbuts E.V. triboloģija: mācību grāmata / MON. - Kijeva: NAU-print, 2009. - 392 lpp. ISBN 978-966-598-609-6
- Mehānismu un mašīnu teorija / A. S. Korenjako; Ed. M. K. Afanasjevs. - K .: Viščas skola. Galvenā izdevniecība, 1987. - 206 lpp.
Berzes spēks ir lielums, ar kādu divas virsmas mijiedarbojas kustībā. Tas ir atkarīgs no ķermeņu īpašībām, kustības virziena. Berzes dēļ ķermeņa ātrums samazinās, un drīz tas apstājas.
Berzes spēks ir virzīts lielums, kas nav atkarīgs no atbalsta un objekta laukuma, jo, pārvietojoties un palielinoties laukumam, atbalsta reakcijas spēks palielinās. Šī vērtība ir iesaistīta berzes spēka aprēķināšanā. Rezultātā Ftr \u003d N * m. Šeit N ir atbalsta reakcija, un m ir faktors, kas ir nemainīgs, ja vien nav nepieciešami ļoti precīzi aprēķini. Izmantojot šo formulu, var aprēķināt slīdēšanas berzes spēku, kas noteikti jāņem vērā, risinot ar kustību saistītas problēmas. Ja ķermenis griežas pa virsmu, tad formulā jāiekļauj rites spēks. Tad berzi var atrast pēc formulas Froll = f*N/r. Saskaņā ar formulu, kad ķermenis griežas, tā rādiusam ir nozīme. F vērtība ir koeficients, ko var atrast, zinot, no kāda materiāla izgatavots korpuss un virsma. Tas ir koeficients, kas ir tabulā.Ir trīs berzes spēki:
- atpūta;
- paslīdēt;
- ripo.
Zinot ķermeņu fizikālās īpašības un pavadošos spēkus, kas iedarbojas uz objektu, jūs varat viegli aprēķināt berzes spēku.
Tiek saukta pretestība, kas rodas, mēģinot pārvietot vienu ķermeni virs cita virsmas slīdošā berze. Berzes rašanās galvenokārt ir saistīta ar saskarē esošo ķermeņu nelīdzenumu. Visu berzi ietekmējošo faktoru izpēte ir ļoti sarežģīta fizikāla un mehāniska problēma, kuras izskatīšana neietilpst teorētiskās mehānikas kursa ietvaros.
7.1. Slīdošās berzes likumi
Inženiertehniskajos aprēķinos tie parasti balstās uz empīriski noteiktiem modeļiem, ko sauc par slīdošās berzes likumiem.
Mēģinot pārvietot vienu ķermeni pāri cita virsmai ķermeņu saskares plaknē, berzes spēks, kas var iegūt jebkuru vērtību no nulles līdz galīgais berzes spēks .
Ierobežojošais berzes spēks ir skaitliski vienāds ar produktu statiskais berzes koeficients līdz normālam spiedienam vai normālai reakcijai.
Berzes ierobežojošā spēka vērtība diezgan plašā diapazonā nav atkarīga no saskares laukuma virsmu berzes laikā.
Jāņem vērā, ka berzes spēka vērtība būs vienāda tikai tad, kad bīdes spēks, kas iedarbojas uz ķermeni, sasniegs tādu vērtību, ka ar mazāko pieaugumu ķermenis sāk kustēties (slīdēt). Līdzsvars, kas notiek, kad berzes spēks ir , mēs sauksim robežlīdzsvars.
7.2. Rupjas virsmas reakcija. Berzes leņķis. berzes konuss
Apsveriet svaru ķermeni, kas atrodas uz horizontālas aptuvenas plaknes. Lai ķermenim tiktu pielikts horizontāls spēks, kura ietekmē ķermenis atrodas miera stāvoklī. Šajā gadījumā spēks ir jālīdzsvaro ar citu spēku, kas ir vienāds ar lielumu un ir vērsts uz iekšu pretējā puse- slīdošās berzes spēks (7.1. att.).
Rīsi. 7.1
Līdz ar to raupjas virsmas kopējā reakcija sastāv no divām sastāvdaļām: parastās reakcijas un tai perpendikulārā berzes spēka. Berzes spēkam palielinoties no nulles līdz , nelīdzenās virsmas kopējā reakcija mainīsies no uz un leņķis no nulles uz . Tiek saukts lielākais leņķis, ko veido nelīdzenas virsmas kopējā reakcija ar normālu berzes leņķis(7.2.a att.).
Ja raupjas virsmas kopējās reakcijas vektoru pagriež ap normālu, tad tas aprakstīs konusa virsmu (7.2.b att.), t.s. berzes konuss. Konstruējot berzes konusu, iespējams noteikt ķermeņa līdzsvaru. Uz raupjas virsmas guļoša ķermeņa līdzsvaram ir nepieciešams un pietiekami, lai spēks, kas iedarbojas uz ķermeni, izietu berzes konusa iekšpusē (vai pa tā ģenerātoru caur konusa augšdaļu).
Rīsi. 7.2
Ja ķermenim, kas atrodas uz raupjas virsmas, tiek pielikts spēks, veidojot leņķi α ar normālu (7.3. att.), tad ķermenis kustēsies tikai tad, ja bīdes spēks būs lielāks. robežvērtība berze.
Rīsi. 7.3
Kopš un , tad . Nobīdes nosacījums ir nevienlīdzība vai , jo , Tas. Tāpēc nav spēka, kas veido leņķi ar normālu , nespēja kustināt ķermeni. Šis nosacījums izskaidro inženierzinātņu praksē labi zināmo parādību, kas saistīta ar virsbūves iestrēgšanu un pašbremzēšanu.
7.3. Vadlīnijas ķermeņu līdzsvara apstākļu izpētei berzes klātbūtnē
Ķermeņu līdzsvara izpēte, ņemot vērā berzi, tiek reducēta līdz līdzsvara robežstāvokļu apsvēršanai.
1. Izvēlamies ķermeni (ķermeņu sistēmu), kura līdzsvars būtu jāņem vērā.
2. Sakārtot visus aktīvos spēkus, kas iedarbojas uz stingru ķermeni (ķermeņu sistēmu).
3. Mēs attēlojam koordinātu sistēmu.
4. Mēs atbrīvojam ķermeni no saitēm, aizstājot to darbību ar reakcijas spēkiem. Nelīdzenas virsmas reakcija tiek attēlota kā normāla reakcija un berzes spēks.
5. Sastādām līdzsvara vienādojumus izvēlētajam ķermenim (ķermeņu sistēmai).
6. Atrisinot iegūto vienādojumu sistēmu, nosakām vēlamās vērtības.
Piemērs. Viendabīga kāpņu telpa AB svēršana R ar apakšējo galu balstās uz horizontālas nelīdzenas grīdas un ar augšējo galu uz rupjas vertikālas sienas. Kāpņu berzes koeficients uz grīdas un sienas ir vienāds un vienāds. Nosakiet dzimumu reakcijas NA un sienas NB, kā arī lielākais leņķis α starp sienu un kāpnēm līdzsvara stāvoklī (7.4. att.).
Rīsi. 7.4
Risinājums. Ķermeņu līdzsvara izpēte, ņemot vērā berzes spēkus, tiek reducēta līdz līdzsvara ierobežojošo pozīciju apsvēršanai.
Tātad, pētot kāpņu līdzsvaru AB, balstoties uz nelīdzenu grīdu un sienu, slīpuma leņķis α jāuzskata par ierobežojošu, tam palielinoties, tiks izjaukts kāpņu līdzsvars.
Parādīsim diagrammā spēkus, kas iedarbojas uz kāpnēm, un sastādīsim spēku līdzsvara vienādojumus (7.4. att.):
Kur
No (1) vienādojuma:
No (2) vienādojuma:
No (3) vienādojuma:
Atbilde: lai kāpnes būtu līdzsvarā, ir nepieciešams, lai slīpuma leņķis pret sienu nepārsniegtu leņķi 
.
7.4. Stingra ķermeņa līdzsvars rites berzes klātbūtnē
Ja apskatāmajam ķermenim ir slidotavas forma un pieliktu aktīvo spēku ietekmē tas var ripot pa cita ķermeņa virsmu, tad šo ķermeņu virsmu deformācijas dēļ punktā var rasties reakcijas spēki. kontaktu, kas novērš ne tikai slīdēšanu, bet arī ripošanu. Šādu veltņu piemēri ir dažādi riteņi, piemēram, uz elektriskajām lokomotīvēm, vagoniem, mehāniskajiem transportlīdzekļiem, bumbām un rullīšiem. rullīšu gultņi un tā tālāk.
Ļaujiet cilindriskam veltnim atrasties horizontālā plaknē aktīvo spēku iedarbībā. Veltņa saskare ar plakni deformācijas dēļ faktiski notiek nevis pa vienu ģeneratoru, kā tas ir absolūti stingru ķermeņu gadījumā, bet gan pa noteiktu laukumu. Ja aktīvie spēki tiek pielikti simetriski attiecībā pret slidotavas vidējo posmu, tas ir, rada vienādas deformācijas visā tās ģenerātorā, tad var pētīt tikai vienu vidējo slidotavas posmu. Šis gadījums ir apspriests tālāk.
Starp slidotavu un plakni, uz kuras tā balstās, rodas berzes spēki, ja uz slidotavas asi tiek pielikts spēks (7.5. att.), kam ir tendence to pārvietot pa plakni.
Rīsi. 7.5
Apsveriet gadījumu, kad spēks ir paralēls horizontālajai plaknei. No pieredzes zināms, ka, mainoties spēka modulim no nulles līdz noteiktai robežvērtībai, veltnis paliek miera stāvoklī, t.i. spēki, kas iedarbojas uz veltni, ir līdzsvaroti. Papildus aktīvajiem spēkiem (svaram un spēkam) uz slidotavu tiek pielietota plaknes reakcija, kuras līdzsvars tiek apsvērts. No trīs neparalēlu spēku līdzsvara nosacījuma izriet, ka plaknes reakcijai jāiet cauri slidotavas centram PAR, jo šim punktam tiek pielietoti divi citi spēki.
Tāpēc reakcijas pielietošanas punkts AR ir jānobīda par kādu attālumu δ no vertikāles, kas iet caur riteņa centru, pretējā gadījumā reakcijai nebūs horizontālas sastāvdaļas, kas nepieciešamas, lai izpildītu līdzsvara nosacījumus. Plaknes reakciju sadalām divās komponentēs: normālā komponentā un tangenciālajā reakcijā, kas ir berzes spēks (7.6. att.).
Rīsi. 7.6
Slidotavas līdzsvara robežpozīcijā tai tiks pielietoti divi savstarpēji līdzsvaroti pāri: viens spēku pāris ar momentu (kur r- veltņa rādiuss) un otrais spēku pāris, kas notur veltni līdzsvarā.
Brīdis, kad pāris sauc rites berzes moments, nosaka pēc formulas:
No (1) izriet, ka, lai notiktu tīra velmēšana (bez slīdēšanas), ir nepieciešams, lai rites berzes spēks 
bija mazāks par maksimālo slīdēšanas berzes spēku:
Kur f- slīdēšanas berzes koeficients.
Tādējādi tīra velmēšana (bez slīdēšanas) būs, ja .
Ritošā berze rodas veltņa un plaknes deformācijas dēļ, kā rezultātā kontakts starp veltni un plakni notiek pa noteiktu virsmu, kas nobīdīts no veltņa apakšējā punkta iespējamās kustības virzienā.
Ja spēks nav vērsts horizontāli, tad tas jāsadala divās komponentēs, kas vērstas horizontāli un vertikāli. Spēkam jāpievieno vertikālā sastāvdaļa, un mēs atkal nonākam pie spēku darbības shēmas, kas parādīta attēlā. 7.6.
Spēku pāra lielākajam momentam, kas novērš ripošanu, ir noteikti šādi aptuvenie likumi:
1. Lielākais spēku pāra moments, kas novērš ripošanu, nav atkarīgs no veltņa rādiusa diezgan plašā diapazonā.
1. robežvērtība moments ir proporcionāls normālajam spiedienam un vienāds ar to normālu reakciju: .
Tiek izsaukts proporcionalitātes koeficients δ rites berzes koeficients miera stāvoklī vai otrā veida berzes koeficients. Koeficientam δ ir garuma dimensija.
3. Ritošanas berzes koeficients δ ir atkarīgs no slidotavas materiāla, plaknes un to virsmu fiziskā stāvokļa. Berzes koeficientu velmēšanas laikā pirmajā tuvinājumā var uzskatīt par neatkarīgu no veltņa leņķiskā ātruma un tā slīdēšanas ātruma plaknē. Gadījumā, ja vagona ritenis ripo pa tērauda sliedēm, rites berzes koeficients ir δ=0,5 mm.
Ritošās berzes likumi, kā arī slīdēšanas berzes likumi ir spēkā ne pārāk lieliem normāls spiediens un ne pārāk viegli deformējami rullīšu un plakņu materiāli.
Šie likumi dod iespēju neņemt vērā slidotavas un plaknes deformācijas, uzskatot tos par absolūti stingriem ķermeņiem, kas saskaras vienā punktā. Šajā saskares punktā papildus parastajai reakcijai un berzes spēkam jāpieliek arī pāris spēki, lai novērstu ripošanu.
Lai veltnis neslīdētu, ir jāievēro šāds nosacījums:
Lai rullītis neripotu, ir jāizpilda nosacījums
Kāds ir berzes koeficients fizikā un ar ko tas ir saistīts? Kā šī vērtība tiek aprēķināta? Kāda ir berzes koeficienta skaitliskā vērtība? Mēs sniegsim atbildes uz šiem un dažiem citiem jautājumiem, kurus galvenā tēma skar raksta gaitā. Protams, mēs analizēsim konkrēti piemēri, kur mēs saskaramies ar parādību, kurā parādās berzes koeficients.
Kas ir berze?
Berze ir viens no mijiedarbības veidiem, kas notiek starp materiāliem ķermeņiem. Starp diviem ķermeņiem, saskaroties ar vienu vai otru virsmas laukumu, notiek berzes process. Tāpat kā daudzi citi mijiedarbības veidi, berze pastāv tikai, ņemot vērā Ņūtona trešo likumu. Kā tas izpaužas praksē? Ņemsim divus pilnīgi jebkurus ķermeņus. Lai tie būtu divi vidēja izmēra koka bloki.
Sāksim vest tos viens otram garām, veidojot kontaktus pāri apgabaliem. Jūs ievērosiet, ka to pārvietošana attiecībā pret otru kļūs ievērojami grūtāka nekā tikai pārvietošana gaisā. Šeit savu lomu sāk spēlēt berzes koeficients. IN Šis gadījums mēs varam pilnīgi mierīgi teikt, ka berzes spēku var raksturot ar Ņūtona trešo likumu: tas, pieliekot pirmo ķermeni, būs skaitliski vienāds (pēc moduļa, kā mēdz teikt fizikā) ar to pašu berzes spēku, kas pielikts otrajam. ķermeni. Bet neaizmirsīsim, ka Ņūtona trešajā likumā ir mīnuss, kas saka, ka spēki, lai gan tie ir vienādi pēc absolūtās vērtības, ir vērsti dažādos virzienos. Tādējādi berzes spēks ir vektors.
Berzes spēka raksturs
slīdošais berzes spēks
Iepriekš tika teikts, ka, ja ārējais spēks pārsniedz noteiktu maksimālo pieļaujamo vērtību attiecīgajai sistēmai, tad šādā sistēmā iekļautie ķermeņi pārvietosies viens pret otru. Neatkarīgi no tā, vai kustēsies viens ķermenis vai divi, vai vairāki – tam visam nav nozīmes. Ir svarīgi, lai šajā gadījumā būtu slīdēšanas berzes spēks. Ja mēs runājam par tā virzienu, tad tas ir vērsts virzienā, kas ir pretējs slīdēšanas (vai kustības) virzienam. Tas ir atkarīgs no ķermeņu relatīvā ātruma. Bet tas ir tad, ja iedziļināties visādās fiziskās niansēs.
Jāņem vērā, ka vairumā gadījumu ir pieņemts uzskatīt, ka slīdēšanas berzes spēks nav atkarīgs no viena ķermeņa ātruma attiecībā pret otru. Tam arī nav nekāda sakara maksimālā vērtība statiskais berzes spēks. Lieliska summa fiziskās problēmas tiek atrisinātas precīzi, izmantojot līdzīgu uzvedības modeli, kas ļauj būtiski atvieglot risināšanas procesu.
Kāds ir slīdēšanas berzes koeficients?
Tas nav nekas cits kā proporcionalitātes koeficients, kas ir formulā, kas apraksta berzes spēka pielikšanas procesu konkrētam ķermenim. Koeficients ir bezizmēra lielums. Citiem vārdiem sakot, tas ir izteikts tikai skaitļos. Tas nav mērīts kilogramos, metros vai kaut kas cits. Gandrīz visos gadījumos berzes koeficients skaitliski ir mazāks par vienību.
No kā tas ir atkarīgs?
Slīdes berzes koeficients ir atkarīgs no diviem faktoriem: no kāda materiāla ir izgatavoti saskarē esošie ķermeņi, kā arī no tā, kā tiek apstrādāta to virsma. Tas var būt reljefs, gluds, un tam var uzklāt kādu īpašu vielu, kas vai nu samazinās, vai palielinās berzi.
Kā tiek virzīts berzes spēks?
Tas ir vērsts uz to pusi, kas ir pretēja divu vai vairāku saskarē esošo ķermeņu kustības virzienam. Virziena vektors tiek pielietots gar pieskares līniju.
Ja notiek saskare starp cietu vielu un šķidrumu
Gadījumā, ja ciets ķermenis saskaras ar šķidrumu (vai kādu gāzes tilpumu), mēs varam runāt par tā sauktās viskozās berzes spēka parādīšanos. Tas, protams, skaitliski būs daudz mazāks par sausās berzes spēku. Bet tā virziens (darbības vektors) paliek nemainīgs. Viskozas berzes gadījumā nevar runāt par atpūtu.
Attiecīgais spēks ir saistīts ar ķermeņa ātrumu. Ja ātrums ir mazs, tad spēks būs proporcionāls ātrumam. Ja augsts, tad tas būs proporcionāls ātruma kvadrātam. Proporcionalitātes koeficients būs nesaraujami saistīts ar to ķermeņu formu, starp kuriem ir kontakts.
Citi berzes spēka rašanās gadījumi
Šis process notiek arī ķermeņa ripošanas laikā. Bet parasti problēmās tie tiek atstāti novārtā, jo rites berzes spēks ir ļoti, ļoti mazs. Tas faktiski vienkāršo attiecīgo problēmu risināšanas procesu, vienlaikus saglabājot pietiekamu galīgās atbildes precizitātes pakāpi.
iekšējā berze
Šo procesu fizikā sauc arī ar alternatīvo vārdu "viskozitāte". Faktiski tā ir pārneses parādību atvase. Šis process ir raksturīgs šķidruma ķermeņiem. Un mēs runājam ne tikai par šķidrumiem, bet arī par gāzveida vielām. Viskozitātes īpašība ir pretoties vienas vielas daļas pārnešanai attiecībā pret otru. Šajā gadījumā loģiski tiek veikts darbs, kas nepieciešams daļiņu pārvietošanai. Bet tas tiek izkliedēts apkārtējā telpā siltuma veidā.
Likumu, kas nosaka viskozās berzes spēku, ierosināja Īzaks Ņūtons. Tas notika 1687. gadā. Likumā joprojām ir lielā zinātnieka vārds. Bet tas viss bija tikai teorētiski, un eksperimentāls apstiprinājums tika iegūts tikai 19. gadsimta sākumā. Atbilstošus eksperimentus veica Kulons, Heigens un Puaizijs.
Tātad viskozās berzes spēks, kas ietekmē šķidrumu, ir proporcionāls slāņu relatīvajam ātrumam, kā arī laukumam. Tajā pašā laikā tas ir apgriezti proporcionāls attālumam, kādā slāņi atrodas viens pret otru. Iekšējās berzes koeficients ir proporcionalitātes koeficients, ko šajā gadījumā nosaka gāzes vai šķidrās vielas veids.
Līdzīgā veidā tiks noteikts vēl viens koeficients, kas notiek situācijās ar divu strāvu relatīvu kustību. Tas ir attiecīgi hidrauliskās berzes koeficients.
