מקדם חיכוך החלקה וגלגול

בתנאים יבשתיים כלשהו נע גוף (או קרוב בתנועה) במגע עם הסביבה או חומר שמסביב עם גופים אחרים. במקרה זה, כוחות להתעורר המספקים התנגדות לתנועה שלהם. כוחות אלה נקראים כוחות החיכוך הוא להעביר חלק האנרגיה המכאנית של תנועה לתוך האנרגיה פנימית, אשר מלווה גופי חימום ואיכות הסביבה.

החיכוך הוא חיצוני ופנימי. פנימית (אחר צמיגות שנקראה) היא התופעה של כוחות שהשיקו בין שכבת נוזל או גז נע המונעת תנועה זו.

לעומת זאת, חיכוך חיצוני מתרחש בעת המגע של מוצקים בצורת הכח משיק אל פני השטח ואילו עיכוב התנועה ההדדית שלהם. זה, בתורו, מחולק סטטי (חיכוך סטטי) ו קינמטיקה. חיכוך סטטי מופיע כאשר אתה מנסה להזיז ביחס לגוף אחד נייח אחר. קינמטית קיים בין עצמים נעים, במגע אחד עם השני. ניתן לחלק חיכוך חיצוני לתוך חיכוך גלגול והמחליק.

מהי המשמעות של חיכוך פיזי? זה שימושי או מזיק? במבט הראשון, את החיכוך רק מונע מאתנו ללבוש חלקי מכונה, צמיגים לרכב, סוליות נעליים נמחקות, וכו 'וההקמה .. תנועה מתמדת פשוט אינה אפשרית מסיבה זו. אבל מסתכל מקרוב מקרוב. חיכוך להיעלם - אנחנו יכולים לא ללכת ולא ספר מרפרף או להתרחק במכונית או להפסיק לנוע. מספר עצום של תופעות פיסיקליות בעולם מבוסס על חיכוך. שני ההישגים העיקריים של האנושות שעיצבו את התפתחות התרבות - ייצור של אש המצאת הגלגל - יהיה בלתי אפשרי בלעדיו.

תופעה זו מבוססת על אי סדרים מכל הגופים: חריץ אחד במגע תמיד לדבוק המשטח המחוספס של אחרים. עבור חלקה לחלוטין (לדוגמה, מלוטש היטב) משטחים סמוכים בחוזקה זו לזו, חוקי החיכוך המולקולרי מבוסס על משיכה הדדית של מולקולות.

לימוד שחיקת חיכוך המדע. בשנת 1781, הפיזיקאי הצרפתי ג קולון ניסח את חוקי היסוד של חיכוך יבש. אמפירי, החוקרים מצאו כי כוח החיכוך הוא F, המתרחש במהלך זזה, הוא ביחס ישר לכח הפועל על גוף N לחץ נורמלי. הקשר הזה הוא כדלקמן:

N: F = k ∙ N;

שבו k כמות - מקדם חיכוך (מקדם יחסי). שוויה חושבה כדלקמן: הגוף מושם על המישור המשופע ועל ידי הטיית אותו השיגה בתנועה אחידה. במקרה זה, כוח החיכוך F שווה הכח המניע של P:

F = P ∙ חטא;

כוח N (כוח הלחץ נורמלי) שווה P ∙ קוס מחזיק; ולכן k = TG א. מקדם חיכוך הוא כאן המשיק של זווית נטיית השטח שבו הגוף שקופית אחיד, כלומר. א במהירות קבועה.

בפועל, הערך שלו ניתן לחשב רק כ. פני השטח של הגוף, בדרך כלל במידה זו או אחרת מזוהמים הם תחמוצות, חלודה וזיהומים אחרים. מקדם חיכוך נקבע עבור שילובי pairwise של חומרים שונים על ידי ניסויים, מוחדר שולחנות התייחסות מיוחדים.

חיכוך הגלגול נובע מהעובדה כי גלגל מרגש נלחץ מעט לתוך משטח הכביש, כלומר. E. זה חייב להתגבר על תלולית קטנה. כמה שיותר קשה יותר בכביש, פחות החבטה לבין כוח החיכוך פחות. הערך שלה הוא מחושב במקרה זה על ידי הנוסחה: F = k ∙ N / R, שבו r - הערך של רדיוס הגלגל. כתוצאה מכך, מקדם חיכוך הגלגול יש ממד אורך. בדרך כלל זה מתבטא בסנטימטרים לעומת מקדם חיכוך ההחלקה, שהנו גודל חסר ממד.

כפי שצוין לעיל, מקדם החיכוך הפנימי קיים לא רק מוצקים אלא גם נוזלים. הידראוליקה נדרש לעיתים קרובות כדי לחשב את אובדן האנרגיה הספציפית במערכות הידראוליות הנובעים בצינורות. הם משני סוגים: פסד שמקורו בהרחבת צינורות ישרים עם זרימה אחידה, ואובדן מקומי עקב - עיוות זרימה עקב שינויים בצורת ערוץ (התכווצות, התרחבות, סיבוב). פסדים הידראוליים מחושבים באמצעות אותו הערך, אשר נקרא "מקדם חיכוך הידראולי".