Formuła prawa tarcia. Tarcie
Siły tarcia nazywane są oddziaływaniami stycznymi między stykającymi się ciałami, wynikającymi z ich względnego ruchu. Współczynnik tarcia μ jest wielkością bezwymiarową.
Tarcie toczne objawia się, gdy ciało toczy się po podporze i jest znacznie mniejsze niż tarcie ślizgowe. Eksperymentalnie ustalono, że siła tarcia zależy od siły docisku ciał do siebie (siła reakcji podpory), od materiałów powierzchni trących oraz od prędkości ruchu względnego.
Możliwe jest również klasyfikowanie tarcia według jego powierzchni. A im większa normalna siła reakcji, tym większa siła tarcia. Pokazuje dokładnie, jak siła tarcia ślizgowego zależy od siły reakcji normalnej (lub, można powiedzieć, od ciężaru ciała), jaki jest jej udział.
Współczynnik tarcia, wzór
I tak np. drewniane przedmioty ocierają się o siebie ze współczynnikiem od 0,2 do 0,5 (w zależności od rodzaju powierzchni drewnianych). Siła normalnej reakcji podporowej zależy od ciężaru ciała. Jest mu równy pod względem modułu, ale ma przeciwny kierunek.
Zobacz, czym jest „siła tarcia ślizgowego” w innych słownikach:
WSPÓŁCZYNNIK TARCIA, ilościowa charakterystyka siły wymaganej do przesuwania lub przesuwania jednego materiału po powierzchni drugiego. Siły tarcia suchego to siły, które powstają, gdy dwa ciała stałe stykają się przy braku między nimi warstwy cieczy lub gazu. Siła tarcia statycznego nie może przekroczyć określonej wartości maksymalnej (Ftr)max.
Zwykle współczynnik tarcia jest mniejszy od jedności. Kiedy ciało stałe porusza się w cieczy lub gazie, powstaje siła tarcia lepkiego. Siły tarcia powstają również, gdy ciało się toczy. Jednak siły tarcia tocznego są zwykle dość małe. Przy rozwiązywaniu prostych problemów siły te są pomijane.
Uwzględnienie kształtu prowadnic. Zmniejszony współczynnik tarcia
Istnienie siły tarcia tłumaczy się oddziaływaniem nieregularności na powierzchniach ciał. Zawsze istnieje, ponieważ ciała absolutnie gładkie nie istnieją. Siła tarcia statycznego to minimalna siła, jaką należy przyłożyć, aby ciało zaczęło się poruszać.
Siła reakcji podpory jest skierowana prostopadle do linii ruchu, a ciężar ciała jest skierowany prostopadle do horyzontu. Jeśli między ciałami nie ma warstwy cieczy lub gazu (smarowania), wówczas takie tarcie nazywa się suchym. W przeciwnym razie tarcie nazywa się „ciecz”.
Jednak najczęściej ta zależność jest słabo wyrażona i jeśli nie jest wymagana większa dokładność pomiaru, to „k” można uznać za stałe. Granica, gdy powierzchnia styku może zawierać warstwy i obszary o różnym charakterze (warstwy tlenkowe, ciecz itp.) - najczęstszy przypadek tarcia ślizgowego.
Formuła siły pociągowej
W tym drugim przypadku oddziaływania między ciałami nazywane są siłami tarcia. W rzeczywistych ruchach zawsze powstają siły tarcia o większej lub mniejszej wielkości. Ciało porusza się ruchem jednostajnym i prostoliniowym, gdy siła zewnętrzna równoważy siłę tarcia powstającą podczas ruchu.
Ciekawe jest połączenie trzech odmian znaczeń rzeczownika w słowie tarcie. Mechaniczny termin tarcie został użyty do scharakteryzowania stosunków społecznych. Łożysko ślizgowe - podpora lub prowadnica mechanizmu lub maszyny (patrz maszyna), w której występuje tarcie, gdy współpracujące powierzchnie ślizgają się.
Kształt prowadnic wpływa również na siłę tarcia w parze translacyjnej. Jak widać, w tym przypadku można w dużym stopniu wpływać na wielkość siły tarcia poprzez zmianę kąta pomiędzy płaszczyznami prowadnic (tutaj β to połowa kąta klina).
Odpowiedzi na pytania z nauk przyrodniczych i matematyki
Gdy stosowane są małe (bliskie zeru) kąty, siła tarcia wzrasta do bardzo dużych wartości (gdy kąt klina dąży do zera, siła tarcia dąży do nieskończoności). Jednostką siły jest N (niuton). Źródłem siły pociągowej są wpływy zewnętrzne. W przypadku samochodu jest to siła tarcia kół o nawierzchnię drogi, w przypadku statku siła strumienia wody wyrzucanego przez śrubę napędową.
Przykłady rozwiązywania problemów na temat „Siła trakcji”
Wielkość tej siły słabo zależy od wielkości prędkości, dlatego przy rozwiązywaniu problemów uważa się, że ma stałą wielkość. Rozwiązanie. Na pręt działają trzy siły: grawitacja mg, reakcje podporowe N i siła tarcia Ffr (rys. Ostatnia zależność pozwala w praktyce określić wartość współczynnika tarcia.
Znaleźliśmy funkcjonalną zależność siły ciągu od kąta α. Oczywiście F będzie najmniejszym dla najwyższa wartość mianownik. Zadanie 98-15. Ciało A leży na nierównej płycie BC, którą można obracać wokół zawiasu B. Znany jest współczynnik tarcia / między ciałem A a płytą BC.
Wymienna płytka 6 jest wkładana we wgłębienie płytki 4 (zacienione na rysunku). Wielokrotnie spotykaliśmy się w naszych dyskusjach z siłami tarcia z jednej lub drugiej strony (patrz tutaj >>>, tutaj >>> i tutaj >>>.) Rozważmy jeszcze kilka „błędów” związanych z siłami tarcia. Współczynnik μ zależy od materiałów trących się ciał i od stanu stykających się powierzchni.
Jak wiadomo, siła tarcia działa wzdłuż powierzchni stykających się ciał i jest skierowana w kierunku przeciwnym do ruchu względnego ciała (ruch możliwy w przypadku tarcia statycznego). Ponadto współczynnik tarcia zależy od prędkości. Siła tarcia statycznego w momencie rozpoczęcia poślizgu. Siła tarcia tocznego zależy od promienia toczącego się obiektu. Jeśli chodzi o siłę tarcia, z góry wiadomo tylko, że jest ona skierowana wzdłuż nachylonej płaszczyzny.
I działa na ciało w kierunku przeciwny kierunek poślizg.
Negatywnymi konsekwencjami tarcia ślizgowego w mechanizmach jest nie tylko spadek sprawności, ale także zużycie mechanizmów.
1. Postanowienia ogólne
Głównym powodem tarcia ślizgowego jest to, że powierzchnie stykających się ciał są szorstkie; w rezultacie podczas przesuwania jednego ciała po powierzchni drugiego potrzebna jest siła, aby pokonać opór mikroskopijnych nieregularności tych powierzchni. Oprócz chropowatości powierzchni na zjawisko tarcia wpływają również siły oddziaływania międzycząsteczkowego między dwoma ciałami.
gdzie - Wielkość bezwymiarowa, która nazywa się współczynnikiem tarcia statycznego lub współczynnikiem tarcia statycznego.
Siła tarcia podczas ruchu jest mniejsza niż statyczna siła tarcia, a współczynnik tarcia ruchu (dynamiczny współczynnik tarcia) jest mniejszy niż statyczny współczynnik tarcia:
2. Kąt tarcia
Często podczas obliczeń inżynierskich nie rozróżnia się współczynników tarcia statycznego i dynamicznego, a ich wartości są określane dla odpowiednich materiałów z tabel stycznych kąta φ 0, powstały w wyniku reakcji R szorstka powierzchnia z normalnym N na powierzchnię, ponieważ μ = brąz φ.
Narożnik φ 0 zwany kąt tarcia.
3. Stożek tarcia
Rozważmy ciało w stanie ostatecznej równowagi na szorstkiej powierzchni. W zależności od działania danych sił kierunek reakcji granicznej F0 może zmienić. Miejsce wszystkich możliwych kierunków reakcji F0 w warunkach brzegowych tworzy powierzchnię stożkową - stożek tarcia. Wszystkie siły czynne działające na ciało sprowadzamy do jednej wypadkowej R, co tworzy kąt α z normalną do powierzchni. Taka siła działa podwójnie – jej składowa normalna determinuje reakcję powierzchni N aw konsekwencji ograniczająca siła tarcia , Składowa styczna siły R próbując pokonać tę moc. Z rosnącą siłą R oba składniki wzrosną proporcjonalnie. Tak więc stan spoczynku lub ruchu ciała nie zależy od modułu siły R i zależy tylko od kąta jego zastosowania α.
Kiedy ciało jest w równowadze, a żeby ciało zaczęło się poruszać, konieczne i wystarczające jest, aby wypadkowa sił czynnych R znajdował się poza stożkiem tarcia.
Zobacz też
Notatki
- DSTU 2823-94 Odporność na zużycie produktów ciernych, zużywających się i smarujących. Warunki i definicje.
Źródła
- Sivukhin D.V. Ogólny kurs fizyki - M.: Nauka, 1979. - T. I. Mechanics. - S. 101-102. - 520 sek.
- Kindrachuk M.V., Labunets V.F., Pashechko M.I., Korbut E.V. tribologia: podręcznik / PON. - Kijów: NAU-print, 2009. - 392 s. ISBN 978-966-598-609-6
- Teoria mechanizmów i maszyn / A. S. Korenyako; wyd. M. K. Afanasjew. - K.: Szkoła Vishcha. Wydawnictwo Główne, 1987. - 206 s.
Siła tarcia to wielkość, z jaką dwie powierzchnie oddziałują podczas ruchu. To zależy od cech ciał, kierunku ruchu. Z powodu tarcia prędkość ciała maleje i wkrótce się zatrzymuje.
Siła tarcia jest wielkością skierowaną, niezależną od powierzchni podpory i obiektu, ponieważ wraz z ruchem i wzrostem powierzchni rośnie siła reakcji podpory. Ta wartość jest uwzględniana przy obliczaniu siły tarcia. W rezultacie Ftr \u003d N * m. Tutaj N jest reakcją podporową, a m jest współczynnikiem, który jest stały, chyba że potrzebne są bardzo dokładne obliczenia. Za pomocą tego wzoru można obliczyć siłę tarcia ślizgowego, którą zdecydowanie należy wziąć pod uwagę przy rozwiązywaniu problemów związanych z ruchem. Jeśli ciało obraca się po powierzchni, to siła toczenia musi być uwzględniona we wzorze. Wtedy tarcie można znaleźć ze wzoru Froll = f*N/r. Zgodnie ze wzorem, gdy ciało się obraca, jego promień ma znaczenie. Wartość f jest współczynnikiem, który można znaleźć, wiedząc, z jakiego materiału wykonane jest ciało i powierzchnia. Jest to współczynnik podany w tabeli.Istnieją trzy siły tarcia:
- odpoczynek;
- poślizg;
- walcowanie.
Znając właściwości fizyczne ciał i towarzyszące im siły działające na przedmiot, możesz łatwo obliczyć siłę tarcia.
Nazywa się opór, który powstaje podczas próby przesunięcia jednego ciała po powierzchni drugiego tarcie ślizgowe. Występowanie tarcia wynika przede wszystkim z chropowatości stykających się ciał. Badanie wszystkich czynników wpływających na tarcie jest bardzo złożonym problemem fizycznym i mechanicznym, którego rozważenie wykracza poza zakres mechaniki teoretycznej.
7.1. Prawa tarcia ślizgowego
W obliczeniach inżynierskich zwykle opierają się one na empirycznie ustalonych wzorcach zwanych prawami tarcia ślizgowego.
Podczas próby przesunięcia jednego ciała po powierzchni drugiego w płaszczyźnie styku ciał, siła tarcia, który może przyjąć dowolną wartość od zera do maksymalna siła tarcia .
Graniczna siła tarcia jest liczbowo równa iloczynowi statyczny współczynnik tarcia do normalnego ciśnienia lub normalnej odpowiedzi.
Wartość siły granicznej tarcia w dość szerokim zakresie nie zależy od powierzchni kontaktu podczas tarcia powierzchni.
Należy zauważyć, że wartość siły tarcia będzie równa tylko wtedy, gdy działająca na ciało siła ścinająca osiągnie taką wartość, że przy najmniejszym wzroście ciało zacznie się poruszać (ślizgać). Równowagę, która ma miejsce, gdy siła tarcia wynosi , nazwiemy równowaga graniczna.
7.2. Szorstka reakcja powierzchniowa. Kąt tarcia. stożek tarcia
Rozważmy ciężarek leżący na poziomej szorstkiej płaszczyźnie. Niech do ciała przyłożymy poziomą siłę, pod działaniem której ciało jest w spoczynku. W takim przypadku siła musi być zrównoważona przez inną siłę o równej wielkości i skierowaną do środka Przeciwna strona- siła tarcia ślizgowego (rys. 7.1).
Ryż. 7.1
W konsekwencji całkowita reakcja szorstkiej powierzchni składa się z dwóch składowych: reakcji normalnej i prostopadłej do niej siły tarcia. Gdy siła tarcia wzrasta od zera do , całkowita reakcja chropowatej powierzchni zmieni się od do , a kąt od zera do . Nazywa się największy kąt, jaki tworzy całkowita reakcja szorstkiej powierzchni z normalną kąt tarcia(Rys. 7.2a).
Jeżeli wektor reakcji całkowitej chropowatej powierzchni obrócimy wokół normalnej, to będzie opisywał powierzchnię stożka (rys. 7.2b), zwaną stożek tarcia. Konstruując stożek tarcia można wyznaczyć równowagę ciała. Dla równowagi ciała leżącego na chropowatej powierzchni konieczne i wystarczające jest, aby siła działająca na ciało przechodziła wewnątrz stożka tarcia (lub wzdłuż jego tworzącej przez wierzchołek stożka).
Ryż. 7.2
Jeśli do ciała leżącego na chropowatej powierzchni przyłoży się siłę, tworzącą kąt α z normalną (ryc. 7.3), to ciało poruszy się tylko wtedy, gdy siła ścinająca będzie większa wartość graniczna tarcie.
Ryż. 7.3
Ponieważ i , więc . Warunek przesunięcia to nierówność lub , ponieważ , To . Stąd, żadna siła nie tworzy kąta z normalną , nie mogąc poruszyć ciałem. Warunek ten wyjaśnia dobrze znane w praktyce inżynierskiej zjawisko zakleszczania się i samohamowania ciał.
7.3. Wytyczne do badania warunków równowagi ciał w obecności tarcia
Badanie równowagi ciał z uwzględnieniem tarcia sprowadza się do uwzględnienia granicznych położeń równowagi.
1. Wybieramy ciało (układ ciał), którego równowagę należy wziąć pod uwagę.
2. Ułóż wszystkie siły czynne działające na bryłę sztywną (układ ciał).
3. Reprezentujemy układ współrzędnych.
4. Uwalniamy ciało z więzów, zastępując ich działanie siłami reakcji. Reakcja szorstkiej powierzchni jest reprezentowana jako reakcja normalna i siła tarcia.
5. Układamy równania równowagi dla wybranego ciała (układu ciał).
6. Rozwiązując otrzymany układ równań, określamy pożądane wartości.
Przykład. Jednolita klatka schodowa AB ważenie R spoczywa dolnym końcem na poziomej chropowatej podłodze, a górnym końcem na chropowatej pionowej ścianie. Współczynnik tarcia schodów o podłogę i ścianę jest taki sam i równy. Określ reakcje związane z płcią NA i ściany Uwaga, a także największy kąt α między ścianą a drabiną w położeniu równowagi (rys. 7.4).
Ryż. 7.4
Rozwiązanie. Badanie równowagi ciał, biorąc pod uwagę siły tarcia, sprowadza się do rozważenia granicznych pozycji równowagi.
Tak więc, badając równowagę drabiny AB, spoczywających na nierównej podłodze i ścianie, kąt nachylenia α należy uznać za ograniczający, wraz z jego wzrostem równowaga schodów zostanie zachwiana.
Pokażmy na diagramie siły działające na drabinę i sporządźmy równania bilansu sił (ryc. 7.4):
Gdzie
Z równania (1):
Z równania (2):
Z równania (3):
Odpowiedź: aby drabina była w równowadze konieczne jest aby kąt nachylenia do ściany nie przekraczał kąta 
.
7.4. Równowaga ciała sztywnego w obecności tarcia tocznego
Jeżeli rozważane ciało ma kształt lodowiska i pod działaniem przyłożonych sił czynnych może toczyć się po powierzchni innego ciała, to z powodu odkształcenia powierzchni tych ciał siły reakcji mogą powstać w punkcie styku, które zapobiegają nie tylko przesuwaniu się, ale także toczeniu. Przykładami takich rolek są różne koła, takie jak na przykład w lokomotywach elektrycznych, wagonach, pojazdach silnikowych, kulki i rolki w kulkach i łożyska wałeczkowe i tak dalej.
Niech cylindryczny walec znajdzie się na płaszczyźnie poziomej pod działaniem sił czynnych. Kontakt wałka z płaszczyzną na skutek odkształcenia zachodzi w rzeczywistości nie wzdłuż jednej tworzącej, jak w przypadku ciał absolutnie sztywnych, ale wzdłuż pewnego obszaru. Jeżeli siły czynne są przykładane symetrycznie względem średniego odcinka lodowiska, to znaczy powodują takie same deformacje wzdłuż całej jego tworzącej, to można badać tylko jeden średni odcinek lodowiska. Ten przypadek jest omówiony poniżej.
Pomiędzy lodowiskiem a płaszczyzną, na której spoczywa, powstają siły tarcia, jeśli na oś lodowiska zostanie przyłożona siła (ryc. 7.5), która ma tendencję do przesuwania go wzdłuż płaszczyzny.
Ryż. 7,5
Rozważ przypadek, gdy siła jest równoległa do płaszczyzny poziomej. Z doświadczenia wiadomo, że gdy moduł siły zmienia się od zera do pewnej wartości granicznej, rolka pozostaje w spoczynku, tj. siły działające na rolkę równoważą się. Oprócz sił czynnych (ciężaru i siły) na lodowisko przykładana jest reakcja samolotu, której równowaga jest brana pod uwagę. Z warunku równowagi trzech nierównoległych sił wynika, że reakcja płaszczyzny musi przejść przez środek lodowiska O, ponieważ do tego punktu działają dwie inne siły.
Dlatego punkt zastosowania reakcji Z musi być przesunięta o pewną odległość δ od pionu przechodzącego przez środek koła, w przeciwnym razie reakcja nie będzie miała składowej poziomej niezbędnej do spełnienia warunków równowagi. Rozkładamy reakcję płaszczyzny na dwie składowe: składową normalną i reakcję styczną, którą jest siła tarcia (rys. 7.6).
Ryż. 7.6
W pozycji granicznej równowagi lodowiska zostaną przyłożone do niego dwie wzajemnie zrównoważone pary: jedna para sił z momentem (gdzie R- promień rolki) oraz druga para sił, która utrzymuje rolkę w równowadze.
Zadzwoniła chwila pary moment tarcia tocznego, określa wzór:
Z (1) wynika, że dla czystego toczenia się (bez poślizgu) konieczne jest, aby siła tarcia tocznego 
była mniejsza niż maksymalna siła tarcia ślizgowego:
Gdzie F- współczynnik tarcia ślizgowego.
Zatem czyste toczenie (bez poślizgu) będzie miało miejsce, jeśli .
Tarcie toczne powstaje na skutek odkształcenia rolki i płaszczyzny, w wyniku czego dochodzi do kontaktu rolki z płaszczyzną wzdłuż pewnej powierzchni, przesuniętej od dolnego punktu rolki w kierunku ewentualnego ruchu.
Jeżeli siła nie jest skierowana poziomo, to należy ją rozłożyć na dwie składowe skierowane poziomo i pionowo. Do siły należy dodać składową pionową i znów dochodzimy do schematu działania sił pokazanego na ryc. 7.6.
Dla największego momentu pary sił uniemożliwiających toczenie ustalono następujące przybliżone prawa:
1. Największy moment pary sił uniemożliwiający toczenie nie zależy od promienia rolki w dość szerokim zakresie.
1. wartość graniczna moment jest proporcjonalny do ciśnienia normalnego i równy jego normalnej reakcji: .
Nazywa się współczynnik proporcjonalności δ współczynnik tarcia tocznego w spoczynku lub współczynnik tarcia drugiego rodzaju. Współczynnik δ ma wymiar długości.
3. Współczynnik tarcia tocznego δ zależy od materiału lodowiska, płaszczyzny i stanu fizycznego ich powierzchni. Współczynnik tarcia podczas toczenia w pierwszym przybliżeniu można uznać za niezależny od prędkości kątowej rolki i prędkości jej ślizgania się po płaszczyźnie. W przypadku koła wagonu toczącego się po stalowej szynie współczynnik tarcia tocznego wynosi δ=0,5 mm.
Prawa tarcia tocznego, a także prawa tarcia ślizgowego, obowiązują dla niezbyt dużych normalne ciśnienia i niezbyt łatwo odkształcających się materiałów walcowych i płaskich.
Prawa te pozwalają nie brać pod uwagę odkształceń wałka i płaszczyzny, uznając je za absolutnie sztywne ciała stykające się w jednym punkcie. W tym punkcie styku, oprócz normalnej reakcji i siły tarcia, należy również przyłożyć kilka sił, aby zapobiec toczeniu.
Aby rolka się nie ślizgała musi być spełniony warunek:
Aby rolka się nie toczyła musi być spełniony warunek
Czym jest współczynnik tarcia w fizyce i z czym jest związany? Jak oblicza się tę wartość? Jaka jest liczbowa wartość współczynnika tarcia? Odpowiedzi na te i kilka innych pytań, których dotyczy główny temat, udzielimy w trakcie artykułu. Oczywiście będziemy analizować konkretne przykłady, gdzie mamy do czynienia ze zjawiskiem, w którym pojawia się współczynnik tarcia.
Co to jest tarcie?
Tarcie jest jednym z rodzajów interakcji zachodzących między ciałami materialnymi. Istnieje proces tarcia między dwoma ciałami, gdy stykają się one z jedną lub drugą powierzchnią. Podobnie jak wiele innych rodzajów interakcji, tarcie istnieje wyłącznie z myślą o trzecim prawie Newtona. Jak to wypada w praktyce? Weźmy dwa absolutnie dowolne ciała. Niech to będą dwa średniej wielkości drewniane pręty.
Zacznijmy prowadzić ich obok siebie, nawiązując kontakt nad obszarami. Zauważysz, że przesuwanie ich względem siebie stanie się zauważalnie trudniejsze niż zwykłe poruszanie nimi w powietrzu. W tym miejscu współczynnik tarcia zaczyna odgrywać swoją rolę. W ta sprawa możemy absolutnie spokojnie powiedzieć, że siłę tarcia można opisać trzecim prawem Newtona: przyłożona do pierwszego ciała będzie liczbowo (w module, jak lubią mówić fizycy) tą samą siłą tarcia, przyłożoną do drugiego ciała. Ale nie zapominajmy, że w trzecim prawie Newtona jest minus, który mówi, że siły, chociaż są równe w wartości bezwzględnej, są skierowane w różnych kierunkach. Zatem siła tarcia jest wektorem.
Natura siły tarcia
siła tarcia ślizgowego
Wcześniej mówiono, że jeśli siła zewnętrzna przekroczy pewną maksymalną dopuszczalną dla danego układu wartość, to ciała wchodzące w skład takiego układu będą się przemieszczać względem siebie. Czy jedno ciało się poruszy, czy dwa, czy więcej - wszystko to jest nieważne. Ważne jest, aby w tym przypadku występowała siła tarcia ślizgowego. Jeśli mówimy o jego kierunku, to jest skierowany w kierunku przeciwnym do kierunku przesuwania (lub ruchu). To zależy od tego, jaką prędkość względną mają ciała. Ale dzieje się tak, jeśli zagłębisz się w różnego rodzaju fizyczne niuanse.
Należy zauważyć, że w większości przypadków zwyczajowo uważa się, że siła tarcia ślizgowego jest niezależna od prędkości jednego ciała względem drugiego. To też nie ma nic wspólnego maksymalna wartość siła tarcia statycznego. Świetna kwota problemy fizyczne rozwiązywane są właśnie przy użyciu podobnego modelu zachowania, co umożliwia znaczne ułatwienie procesu rozwiązania.
Jaki jest współczynnik tarcia ślizgowego?
To nic innego jak współczynnik proporcjonalności, który występuje we wzorze opisującym proces przyłożenia siły tarcia do danego ciała. Współczynnik jest wielkością bezwymiarową. Innymi słowy, wyraża się to wyłącznie w liczbach. Nie mierzy się go w kilogramach, metrach czy czymś innym. W prawie wszystkich przypadkach współczynnik tarcia jest liczbowo mniejszy od jedności.
Od czego to zależy?
Współczynnik tarcia ślizgowego zależy od dwóch czynników: od materiału, z jakiego wykonane są stykające się ciała, a także od sposobu obróbki ich powierzchni. Może być wytłaczany, gładki i można na niego nałożyć specjalną substancję, która albo zmniejszy, albo zwiększy tarcie.
Jak skierowana jest siła tarcia?
Jest skierowany w stronę przeciwną do kierunku ruchu dwóch lub więcej stykających się ciał. Wektor kierunku jest stosowany wzdłuż linii stycznej.
W przypadku kontaktu ciała stałego z cieczą
W przypadku kontaktu ciała stałego z cieczą (lub pewną objętością gazu) możemy mówić o powstaniu siły tzw. tarcia lepkiego. Oczywiście będzie to liczbowo znacznie mniej niż siła tarcia suchego. Ale jego kierunek (wektor działania) pozostaje ten sam. W przypadku tarcia lepkiego nie można mówić o spoczynku.
Odpowiednia siła jest związana z prędkością ciała. Jeśli prędkość jest mała, siła będzie proporcjonalna do prędkości. Jeśli jest wysoka, będzie proporcjonalna do kwadratu prędkości. Współczynnik proporcjonalności będzie nierozerwalnie związany z kształtem ciał, pomiędzy którymi nastąpi kontakt.
Inne przypadki występowania siły tarcia
Proces ten ma również miejsce, gdy ciało się toczy. Ale zazwyczaj są one zaniedbywane w problemach, ponieważ siła tarcia tocznego jest bardzo, bardzo mała. To w rzeczywistości upraszcza proces rozwiązywania odpowiednich problemów, przy jednoczesnym zachowaniu wystarczającego stopnia dokładności ostatecznej odpowiedzi.
tarcie wewnętrzne
Proces ten jest również nazywany w fizyce alternatywnym słowem „lepkość”. W rzeczywistości jest to odgałęzienie zjawisk przeniesienia. Proces ten jest charakterystyczny dla ciał płynnych. I mówimy nie tylko o cieczach, ale także o substancjach gazowych. Właściwość lepkości polega na powstrzymywaniu przenoszenia jednej części substancji względem drugiej. W tym przypadku praca niezbędna do przesunięcia cząstek jest logicznie wykonywana. Ale jest rozpraszany w otaczającej przestrzeni w postaci ciepła.
Prawo określające siłę tarcia lepkiego zostało zaproponowane przez Izaaka Newtona. Stało się to w 1687 roku. Prawo nadal nosi imię wielkiego naukowca. Ale wszystko to było tylko w teorii, a potwierdzenie eksperymentalne uzyskano dopiero na początku XIX wieku. Odpowiednie eksperymenty przeprowadzili Coulomb, Hagen i Poiseuille.
Tak więc siła tarcia lepkiego, która oddziałuje na ciecz, jest proporcjonalna do względnej prędkości warstw, jak również do powierzchni. Jednocześnie jest odwrotnie proporcjonalna do odległości, w jakiej znajdują się warstwy względem siebie. Współczynnik tarcia wewnętrznego jest współczynnikiem proporcjonalności, który w tym przypadku zależy od rodzaju gazu lub substancji ciekłej.
Inny współczynnik zostanie wyznaczony w podobny sposób, co ma miejsce w sytuacjach względnego ruchu dwóch prądów. Jest to odpowiednio współczynnik tarcia hydraulicznego.
