Csúszó súrlódási erő
A csúszósúrlódási erő az az erő , amely a relatív mozgásukkal érintkező testek között fellép.
Kísérletileg megállapították, hogy a súrlódási erő függ a testek egymásra gyakorolt nyomásától ( a támasz reakcióereje ), a súrlódó felületek anyagaitól, a relatív mozgás sebességétől, de nem függ az érintkezéstől. terület [1] .
A súrlódási felületekre jellemző értéket súrlódási együtthatónak nevezzük , és általában latin vagy görög betűvel jelöljük . Ez a dörzsölő felületek megmunkálásának jellegétől és minőségétől függ. Ezenkívül a súrlódási együttható a sebességtől is függ. Ez a függőség azonban leggyakrabban gyengén fejeződik ki, és ha nincs szükség nagyobb mérési pontosságra, akkor állandónak tekinthető. Az első közelítésben a csúszó súrlódási erő nagysága az [1] képlettel számítható ki :
a csúszósúrlódási együttható ,
a támasz normális reakciójának ereje .
A súrlódási erőket az érintkező testek közötti tangenciális kölcsönhatásoknak nevezzük, amelyek relatív mozgásukból erednek.
Különféle érintkező testek (szilárd szilárdban, szilárd folyadékban vagy gázban, folyadékban gázban stb.) az érintkezési felületek különböző állapotával végzett mozgásának kísérletei azt mutatják, hogy az érintkező testek egymáshoz viszonyított mozgása során súrlódási erők lépnek fel, ill. a relatív sebességvektor ellen irányulnak érintőlegesen az érintkezési felületekre. Ebben az esetben a mechanikai mozgás kisebb-nagyobb mértékben mindig átalakul az anyag más mozgásformáivá - leggyakrabban termikus mozgásformává, és a kölcsönhatásban lévő testek felmelegednek.
Függetlenség a tértől
Mivel egyetlen test sem teljesen lapos, a súrlódási erő nem függ az érintkezési területtől, és a valódi érintkezési terület sokkal kisebb, mint a megfigyelt. Valójában a látszólag sík felületek érintkezési területe a teljes képzeletbeli érintkezési terület határain belül lehet. [2] A lehető legsimább felületek esetében pedig kezd megjelenni az intermolekuláris vonzás.
Ezt általában egy példa mutatja be:
Két puha fémhenger lapos részekkel van összekötve, majd könnyen leszakítható. Ezt követően a két hengert összekapcsolják, és kissé elmozdítják egymáshoz képest. Ebben az esetben az összes felületi egyenetlenség egymáshoz súrlódik, kialakítva a maximális érintkezési felületet: intermolekuláris vonzási erők jelennek meg. És a két henger leválasztása után nagyon nehéz lesz.
A csúszósúrlódás típusai
Ha a testek között nincs folyadék vagy gáz halmazállapotú réteg ( kenőanyag ), akkor az ilyen súrlódást száraznak nevezzük . Egyébként a súrlódást "folyadéknak" nevezik. A száraz súrlódás jellegzetes megkülönböztető jegye a statikus súrlódás jelenléte .
A kölcsönhatás fizikája szerint a csúszó súrlódást általában a következőkre osztják:
- Száraz, kölcsönhatásba lépő szilárd anyagokat nem választanak el további rétegek / kenőanyagok - ez nagyon ritka eset a gyakorlatban. A száraz súrlódás jellegzetes megkülönböztető jellemzője a jelentős statikus súrlódási erő jelenléte;
- Száraz száraz kenéssel ( grafitpor );
- Folyadék, a különböző vastagságú folyadék- vagy gázréteggel (kenőanyaggal) elválasztott testek kölcsönhatása során - általában a gördülési súrlódás során fordul elő, amikor a szilárd testek folyadékba merülnek;
- Vegyes, ha az érintkezési terület száraz és folyékony súrlódású területeket tartalmaz;
- Határ, amikor az érintkezési terület különböző jellegű rétegeket és területeket tartalmazhat (oxidfilmek, folyadékok stb.) - a csúszósúrlódás leggyakoribb esete;
A súrlódás területe szerint is osztályozható. A különböző testek egymáshoz viszonyított mozgásából adódó súrlódási erőket külső súrlódási erőknek nevezzük. Súrlódási erők keletkeznek ugyanannak a testnek a részeinek egymáshoz viszonyított mozgása során is. Ugyanazon test rétegei közötti súrlódást belső súrlódásnak nevezzük.
Méret
A súrlódási kölcsönhatás zónájában végbemenő fizikai és kémiai folyamatok összetettsége miatt a súrlódási folyamatok elvileg nem írhatók le a klasszikus mechanika módszereivel. Ezért nincs pontos képlet a súrlódási együtthatóra. Értékelése empirikus adatokon alapul: mivel Newton első törvénye szerint a test egyenletesen és egyenesen mozog, amikor külső erő kiegyenlíti a mozgás során fellépő súrlódási erőt, akkor a testre ható súrlódási erő mérésére elegendő. megmérni azt az erőt, amelyet a testre úgy kell kifejteni, hogy az gyorsulás nélkül mozogjon.
A csúszósúrlódási együtthatók táblázata
A táblázat értékei a fizika referenciakönyvéből származnak [3]
| Dörzsölő anyagok (száraz felületek) | Súrlódási együtthatók | |
|---|---|---|
| pihenés | mozgáskor | |
| alumínium alumíniummal _ | 0,94 | |
| Bronz bronzon _ | 0,99 | 0,20 |
| Bronz öntöttvashoz _ | 0.21 | |
| Fáról fára (átlag) | 0,65 | 0,33 |
| Fa a kövön | 0,46-0,60 | |
| Tölgy a tölgyen (a rostok mentén) | 0,62 | 0,48 |
| Tölgy a tölgyen (a szemre merőlegesen) | 0,54 | 0,34 |
| vasról vasra | 0,15 | 0.14 |
| Vas öntöttvasra | 0.19 | 0.18 |
| Vasalás bronzon (gyenge kenés) | 0.19 | 0.18 |
| Kender kötél egy fadobon | 0,40 | |
| Kender kötél vasdobon | 0,25 | |
| Fán gumi | 0,80 | 0,55 |
| Gumi fémhez | 0,80 | 0,55 |
| Téglánként (simán csiszolva) | 0,5-0,7 | |
| Kerék acél kötéssel a sínen | 0.16 | |
| Jég a jégen | 0,028 | |
| Fém azbeszt-textoliton | 0,35-0,50 | |
| Fémtől fáig (átlag) | 0,60 | 0,40 |
| Fém a kövön (átlag) | 0,42-0,50 | |
| Fémtől fémig (átlag) | 0,18-0,20 | |
| Réz öntöttvason | 0.27 | |
| Ólom ón _ | 2.25 | |
| Fa csúszótalpak a jégen | 0,035 | |
| Vassal tűzdelt csúszótalpak a jégen | 0,02 | |
| Gumi (gumi) kemény talajon | 0,40-0,60 | |
| Gumi (gumi) öntöttvashoz | 0,83 | 0.8 |
| Bőr öv fából készült tárcsán | 0,50 | 0,30-0,50 |
| Bőr öv öntöttvas tárcsán | 0,30-0,50 | 0,56 |
| Acél vason | 0.19 | |
| Acél (korcsolya) a jégen | 0,02-0,03 | 0,015 |
| Acél rybest szerint | 0,25-0,45 | |
| Acél acélon _ | 0,15-0,25 | 0,09 (ν = 3 m/s)
0,03 (ν = 27 m/s) |
| Ferodo Steel_ _ | 0,25-0,45 | |
| Köszörűkő (finomszemcsés) vashoz | egy | |
| Fengőkő (finomszemcsés) acélhoz | 0,94 | |
| Köszörűkő (finomszemcsés) öntöttvashoz | 0,72 | |
| Öntöttvas tölgyre _ | 0,65 | 0,30-0,50 |
| Öntöttvas rybest szerint | 0,25-0,45 | |
| Öntöttvas acélra _ | 0,33 | 0,13 (ν = 20 m/s) |
| Öntöttvas Ferodó szerint | 0,25-0,45 | |
| Öntöttvas öntöttvasra _ | 0,15 | |
Jegyzetek
- ↑ 1 2 Bilimovich B. F. A mechanika törvényei a technikában. - M., Felvilágosodás , 1975. - Példányszám 80 000 példány. - Val vel. 58
- ↑ A súrlódási erő . ZFTSH, MIPT. Letöltve: 2019. február 14. Az eredetiből archiválva : 2019. február 13.
- ↑ Enohovics A. S. Fizika kézikönyve. - Felvilágosodás, 1978. - S. 85. - 416 p.