एक कोण पर फिसलने वाला घर्षण बल। फिसलन घर्षण गुणांक

घर्षण बल () वह बल है जो पिंडों की सापेक्ष गति के दौरान उत्पन्न होता है। यह अनुभवजन्य रूप से स्थापित किया गया है कि फिसलने वाले घर्षण का बल पिंडों के आपसी दबाव (समर्थन प्रतिक्रिया) (एन), रगड़ने वाले पिंडों की सतहों की सामग्री और सापेक्ष गति की गति पर निर्भर करता है।

परिभाषा

रगड़ने वाली सतहों की विशेषता बताने वाली भौतिक मात्रा कहलाती है घर्षण गुणांक. अक्सर, घर्षण गुणांक को अक्षर k या द्वारा दर्शाया जाता है।

सामान्य तौर पर, घर्षण गुणांक एक दूसरे के सापेक्ष निकायों की गति की गति पर निर्भर करता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि निर्भरता को आमतौर पर ध्यान में नहीं रखा जाता है और स्लाइडिंग घर्षण गुणांक को स्थिर माना जाता है। ज्यादातर मामलों में, घर्षण बल

फिसलन घर्षण गुणांक एक आयामहीन मात्रा है। घर्षण का गुणांक इस पर निर्भर करता है: सतह के उपचार की गुणवत्ता, पिंडों की रगड़, उन पर गंदगी की उपस्थिति, एक दूसरे के सापेक्ष पिंडों की गति की गति आदि। घर्षण गुणांक अनुभवजन्य (प्रयोगात्मक रूप से) निर्धारित किया जाता है।

घर्षण गुणांक, जो अधिकतम स्थैतिक घर्षण बल से मेल खाता है, ज्यादातर मामलों में स्लाइडिंग घर्षण गुणांक से अधिक होता है।

बड़ी संख्या में सामग्रियों के जोड़े के लिए, घर्षण गुणांक एकता से अधिक नहीं है और भीतर स्थित है

पिंडों के किसी भी जोड़े के घर्षण गुणांक का मान, जिसके बीच घर्षण बल पर विचार किया जाता है, दबाव, संदूषण की डिग्री, पिंडों के सतह क्षेत्र और अन्य चीजों से प्रभावित होता है जिन्हें आमतौर पर ध्यान में नहीं रखा जाता है। इसलिए, संदर्भ तालिकाओं में दर्शाए गए घर्षण बल गुणांक के मान पूरी तरह से केवल उन स्थितियों के तहत वास्तविकता से मेल खाते हैं जिनके तहत उन्हें प्राप्त किया गया था। नतीजतन, रगड़ने वाले पिंडों की एक ही जोड़ी के लिए घर्षण बलों के गुणांक के मूल्यों को अपरिवर्तित नहीं माना जा सकता है। इस प्रकार, सूखी सतहों और चिकनाई वाली सतहों के लिए कांटेदार गुणांक को प्रतिष्ठित किया जाता है। उदाहरण के लिए, कांस्य से बने शरीर और कच्चे लोहे से बने शरीर के लिए स्लाइडिंग गुणांक, यदि सामग्री की सतह सूखी है, तो सामग्री की एक ही जोड़ी के लिए, स्नेहन की उपस्थिति में स्लाइडिंग गुणांक के बराबर है

समस्या समाधान के उदाहरण

उदाहरण 1

व्यायाम	एक पतली धातु की चेन एक क्षैतिज मेज पर रखी हुई है (चित्र 1)। इसकी लम्बाई, द्रव्यमान के बराबर होती है। श्रृंखला का सिरा मेज के किनारे पर लटका हुआ है। यदि चेन के लटकते हिस्से की लंबाई पूरी चेन की लंबाई का एक अंश है, तो यह टेबल से नीचे की ओर खिसकना शुरू कर देती है। यदि चेन को लंबाई में एक समान माना जाए तो चेन और टेबल के बीच घर्षण का गुणांक क्या है?
समाधान	श्रृंखला गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में चलती है। माना कि श्रृंखला की प्रति इकाई लंबाई पर लगने वाला गुरुत्वाकर्षण बल बराबर है। इस मामले में, जिस समय फिसलन शुरू होगी, ऊपर लटके हुए भाग पर कार्य करने वाला गुरुत्वाकर्षण बल होगा: फिसलन शुरू होने से पहले, यह बल घर्षण बल द्वारा संतुलित होता है जो मेज पर स्थित श्रृंखला के हिस्से पर कार्य करता है: चूँकि बल संतुलित हैं, हम लिख सकते हैं ():
उत्तर

उदाहरण 2

व्यायाम	किसी झुके हुए तल पर किसी पिंड के घर्षण का गुणांक क्या है यदि तल का झुकाव का कोण बराबर है और उसकी लंबाई बराबर है। पिंड समय t के दौरान निरंतर त्वरण के साथ समतल के अनुदिश गति करता रहा।
समाधान	न्यूटन के दूसरे नियम के अनुसार, त्वरण के साथ गतिमान किसी पिंड पर लगाए गए बलों का परिणाम बराबर होता है: समीकरण (2.1) के एक्स और वाई अक्षों पर प्रक्षेपण में, हम प्राप्त करते हैं:

टकराव(घर्षणात्मक अंतःक्रिया) पिंडों की सापेक्ष गति (विस्थापन) के दौरान या गैसीय या तरल माध्यम में किसी पिंड की गति के दौरान परस्पर क्रिया की प्रक्रिया है।

भौतिकी की वह शाखा जो घर्षण प्रक्रियाओं का अध्ययन करती है, कहलाती है ट्राइबोलॉजी(घर्षण संपर्क के यांत्रिकी)।

घर्षण को आमतौर पर इसमें विभाजित किया गया है:

• सूखाजब ठोस पदार्थ परस्पर क्रिया करते हैं तो उन्हें किसी भी अतिरिक्त परत/स्नेहक (ठोस स्नेहक सहित) द्वारा अलग नहीं किया जाता है - व्यवहार में एक बहुत ही दुर्लभ मामला; शुष्क घर्षण की एक विशिष्ट विशेषता एक महत्वपूर्ण स्थैतिक घर्षण बल की उपस्थिति है;
• सीमाजब संपर्क क्षेत्र में विभिन्न प्रकृति की परतें और क्षेत्र (ऑक्साइड फिल्म, तरल, आदि) हो सकते हैं - फिसलने वाले घर्षण का सबसे आम मामला;
• तरल(चिपचिपापन), जो अलग-अलग मोटाई के ठोस (ग्रेफाइट पाउडर), तरल या गैस (स्नेहक) की एक परत द्वारा अलग किए गए पिंडों की परस्पर क्रिया के दौरान होता है - आमतौर पर रोलिंग घर्षण के दौरान होता है, जब ठोस पिंड एक तरल में डूबे होते हैं, का परिमाण चिपचिपा घर्षण माध्यम की चिपचिपाहट की विशेषता है;
• मिश्रितजब संपर्क क्षेत्र में शुष्क और तरल घर्षण के क्षेत्र हों;
• इलास्टोहाइड्रोडायनामिक(विस्कोइलास्टिक), जब स्नेहक में आंतरिक घर्षण महत्वपूर्ण होता है। तब होता है जब सापेक्ष गति की गति बढ़ जाती है।

घर्षण बल- यह एक बल है जो पिंडों के संपर्क बिंदु पर उत्पन्न होता है और उनकी सापेक्ष गति को रोकता है।

घर्षण बल के कारण:

• संपर्क सतहों का खुरदरापन;
• इन सतहों के अणुओं का पारस्परिक आकर्षण।

सर्पी घर्षण- एक बल जो संपर्क/अंतःक्रिया करने वाले पिंडों में से किसी एक के दूसरे के सापेक्ष स्थानांतरणीय गति के दौरान उत्पन्न होता है और इस पिंड पर फिसलने की दिशा के विपरीत दिशा में कार्य करता है।

रोलिंग घर्षण- बल का क्षण जो तब घटित होता है जब दो संपर्क/बातचीत करने वाले पिंडों में से एक दूसरे के सापेक्ष लुढ़कता है।

स्थैतिक घर्षण- एक बल जो दो संपर्क पिंडों के बीच उत्पन्न होता है और सापेक्ष गति की घटना को रोकता है। दो संपर्क पिंडों को एक दूसरे के सापेक्ष गति में स्थापित करने के लिए इस बल पर काबू पाना होगा।

घर्षण बल सामान्य प्रतिक्रिया के बल के सीधे आनुपातिक होता है, अर्थात यह इस बात पर निर्भर करता है कि पिंड एक दूसरे के विरुद्ध और उनकी सामग्री पर कितनी मजबूती से दबाए गए हैं, इसलिए घर्षण की मुख्य विशेषता है घर्षण गुणांक, जो उन सामग्रियों द्वारा निर्धारित किया जाता है जिनसे परस्पर क्रिया करने वाले निकायों की सतहें बनाई जाती हैं।

घिसाव- घर्षण के कारण सतह परत के नष्ट होने (घिसाव) के कारण किसी उत्पाद की सतह के आकार, आकार, द्रव्यमान या स्थिति में परिवर्तन।

किसी भी मशीन का संचालन अनिवार्य रूप से उसके भागों की सापेक्ष गति के दौरान घर्षण के साथ होता है, इसलिए टूट-फूट को पूरी तरह समाप्त करना असंभव है। सतहों के सीधे संपर्क के दौरान घिसाव की मात्रा घर्षण बलों के कार्य के सीधे आनुपातिक होती है।

घर्षण आंशिक रूप से धूल और गंदगी के कारण होता है, इसलिए उपकरण को साफ रखना बहुत महत्वपूर्ण है, खासकर इसके रगड़ने वाले हिस्सों को।

घिसाव और घर्षण से निपटने के लिए, वे कुछ धातुओं को अन्य धातुओं से प्रतिस्थापित करते हैं जो अधिक स्थिर होती हैं, रगड़ने वाली सतहों का थर्मल और रासायनिक उपचार करते हैं, सटीक यांत्रिक प्रसंस्करण करते हैं, और धातुओं को विभिन्न विकल्पों से भी बदलते हैं, डिज़ाइन बदलते हैं, स्नेहन में सुधार करते हैं (उपस्थिति बदलें, परिचय दें) योजक), आदि।

मशीनों में, वे ठोस सतहों के सीधे फिसलने वाले घर्षण को रोकने का प्रयास करते हैं, जिसके लिए वे या तो उन्हें स्नेहक (द्रव घर्षण) की एक परत से अलग करते हैं, या उनके बीच अतिरिक्त रोलिंग तत्व (बॉल और रोलर बीयरिंग) डालते हैं।

मशीनों के रगड़ने वाले हिस्सों को डिजाइन करने का मूल नियम यह है कि रगड़ने वाले जोड़े (शाफ्ट) के अधिक महंगे और बदलने में मुश्किल तत्व को सख्त और अधिक पहनने के लिए प्रतिरोधी सामग्री (कठोर स्टील) से बनाया जाता है, और सरल, सस्ता और आसानी से बदला जाता है। भाग (असर वाले गोले) कम घर्षण गुणांक (कांस्य, बैबिट) के साथ अपेक्षाकृत नरम सामग्री से बने होते हैं।

अधिकांश मशीन के पुर्जे घिसावट के कारण ही विफल होते हैं, इसलिए घर्षण और घिसाव को 5-10% तक कम करने से भारी बचत होती है, जो असाधारण महत्व की है।

लिंक की सूची

1. घर्षण // विकिपीडिया। - http://ru.wikipedia.org/wiki/Friction।
2. पहनें (तकनीक) // विकिपीडिया। - http://ru.wikipedia.org/wiki/Wear_(इक्विपमेंट)।
3. मशीनों में घर्षण, मैकेनिकल इंजीनियरिंग में घर्षण और घिसाव // प्रोजेक्ट-टेक्नार। प्रगतिशील ऑटो प्रौद्योगिकियाँ। - http://www.studiplom.ru/Technology/Trenie.html।

नियंत्रण के लिए प्रश्न

1. घर्षण क्या है?
2. घर्षण कितने प्रकार के होते हैं?
3. घर्षण बल का क्या कारण है?
4. कार्यशील बलों के आधार पर घर्षण को कैसे वर्गीकृत किया जाता है?
5. घिसाव क्या है और इससे कैसे निपटा जाता है?

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बुलाया सूखा. अन्यथा, घर्षण को "द्रव" कहा जाता है। शुष्क घर्षण की एक विशिष्ट विशेषता स्थैतिक घर्षण की उपस्थिति है।

यह प्रयोगात्मक रूप से स्थापित किया गया है कि घर्षण बल एक दूसरे पर निकायों के दबाव के बल (समर्थन प्रतिक्रिया बल), रगड़ सतहों की सामग्री पर, सापेक्ष गति की गति पर निर्भर करता है और नहींसंपर्क के क्षेत्र पर निर्भर करता है. (इसे इस तथ्य से समझाया जा सकता है कि कोई भी पिंड बिल्कुल सपाट नहीं है। इसलिए, वास्तविक संपर्क क्षेत्र देखे गए की तुलना में बहुत छोटा है। इसके अलावा, क्षेत्र को बढ़ाकर, हम एक दूसरे पर पिंडों के विशिष्ट दबाव को कम करते हैं।) रगड़ने वाली सतहों की विशेषता बताने वाली मात्रा कहलाती है घर्षण गुणांक, और इसे अक्सर लैटिन अक्षर "k" या ग्रीक अक्षर "μ" द्वारा दर्शाया जाता है। यह रगड़ने वाली सतहों के प्रसंस्करण की प्रकृति और गुणवत्ता पर निर्भर करता है। इसके अलावा, घर्षण का गुणांक गति पर निर्भर करता है। हालाँकि, अक्सर यह निर्भरता कमजोर रूप से व्यक्त की जाती है, और यदि अधिक माप सटीकता की आवश्यकता नहीं है, तो "k" को स्थिर माना जा सकता है।

पहले सन्निकटन के लिए, फिसलने वाले घर्षण बल के परिमाण की गणना सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है:

कहाँ

फिसलन घर्षण गुणांक,

सामान्य ज़मीनी प्रतिक्रिया बल.

अंतःक्रिया की भौतिकी के अनुसार, घर्षण को आमतौर पर इसमें विभाजित किया जाता है:

• सूखा, जब ठोस पदार्थ परस्पर क्रिया करते हैं तो उन्हें किसी भी अतिरिक्त परत/स्नेहक द्वारा अलग नहीं किया जाता है - व्यवहार में यह एक बहुत ही दुर्लभ मामला है। शुष्क घर्षण की एक विशिष्ट विशेषता एक महत्वपूर्ण स्थैतिक घर्षण बल की उपस्थिति है।
• सूखी चिकनाई (ग्रेफाइट पाउडर) से सुखाएं
• तरल, विभिन्न मोटाई के तरल या गैस (स्नेहक) की एक परत द्वारा अलग किए गए निकायों की बातचीत के दौरान - एक नियम के रूप में, यह रोलिंग घर्षण के दौरान होता है, जब ठोस निकायों को तरल में डुबोया जाता है;
• मिश्रित, जब संपर्क क्षेत्र में शुष्क और तरल घर्षण के क्षेत्र होते हैं;
• सीमा, जब संपर्क क्षेत्र में विभिन्न प्रकृति की परतें और क्षेत्र (ऑक्साइड फिल्म, तरल, आदि) हो सकते हैं, फिसलन घर्षण का सबसे आम मामला है।

घर्षण संपर्क के क्षेत्र में होने वाली भौतिक रासायनिक प्रक्रियाओं की जटिलता के कारण, घर्षण प्रक्रियाओं को मौलिक रूप से शास्त्रीय यांत्रिकी के तरीकों का उपयोग करके वर्णित नहीं किया जा सकता है।

यांत्रिक प्रक्रियाओं के दौरान, हमेशा, अधिक या कम सीमा तक, यांत्रिक गति का पदार्थ की गति के अन्य रूपों में (अक्सर गति के थर्मल रूप में) परिवर्तन होता है। बाद के मामले में, निकायों के बीच की बातचीत को घर्षण बल कहा जाता है।

संपर्क सतहों की विभिन्न अवस्थाओं के साथ संपर्क में आने वाले विभिन्न पिंडों (ठोस पर ठोस, तरल या गैस में ठोस, गैस में तरल, आदि) की गति के प्रयोगों से पता चलता है कि संपर्क सतहों की सापेक्ष गति के दौरान घर्षण बल प्रकट होते हैं और निर्देशित होते हैं सतहों से संपर्क करने के लिए स्पर्शरेखीय रूप से सापेक्ष वेग वेक्टर के विरुद्ध। इस मामले में, परस्पर क्रिया करने वाले निकायों का ताप हमेशा होता रहता है।

घर्षण बल संपर्क पिंडों के बीच स्पर्शरेखीय अंतःक्रियाएं हैं जो उनके सापेक्ष आंदोलन के दौरान उत्पन्न होती हैं। विभिन्न पिंडों की सापेक्ष गति के दौरान उत्पन्न होने वाले घर्षण बलों को बाह्य घर्षण बल कहा जाता है।

घर्षण बल एक ही शरीर के हिस्सों की सापेक्ष गति के दौरान भी उत्पन्न होते हैं। एक ही पिंड की परतों के बीच के घर्षण को आंतरिक घर्षण कहा जाता है।

वास्तविक आंदोलनों में हमेशा अधिक या कम परिमाण के घर्षण बल उत्पन्न होते हैं। इसलिए, गति के समीकरण बनाते समय, कड़ाई से बोलते हुए, हमें हमेशा शरीर पर कार्य करने वाली ताकतों की संख्या में घर्षण बल F tr का परिचय देना चाहिए।

जब कोई बाहरी बल गति के दौरान उत्पन्न होने वाले घर्षण बल को संतुलित करता है तो कोई पिंड समान रूप से और सीधी रेखा में चलता है।

किसी पिंड पर लगने वाले घर्षण बल को मापने के लिए, उस बल को मापना पर्याप्त है जिसे शरीर पर लगाया जाना चाहिए ताकि वह बिना त्वरण के गति कर सके।

विकिमीडिया फ़ाउंडेशन. 2010.

देखें अन्य शब्दकोशों में "स्लाइडिंग घर्षण बल" क्या है:

स्थैतिक घर्षण बल- सीमित घर्षण, फिसलन शुरू होने के समय स्थैतिक घर्षण का बल। IFToMM कोड: 3.5.48 अनुभाग: तंत्र की गतिशीलता... तंत्र और मशीनों का सिद्धांत

बाहरी घर्षण को दर्शाने वाली एक मात्रा। एक पिंड की दूसरे पिंड पर गति के प्रकार के आधार पर, टी... भौतिक विश्वकोश

घर्षण बल एफ और प्रतिक्रिया टी का अनुपात स्पर्श सतह पर सामान्य रूप से निर्देशित होता है, जो तब होता है जब एक शरीर को दूसरे पर दबाते हुए भार लगाया जाता है: एफ = एफ/टी। क्योंकि तकनीकी गणना करते समय उपयोग की जाने वाली विशेषता है...

घर्षण, घर्षण. घर्षण शब्द में तीन प्रकार के नामवाचक अर्थों का संयोजन देखना कौतूहलपूर्ण है। यांत्रिकी शब्द घर्षण का उपयोग सामाजिक संबंधों को चित्रित करने के लिए किया गया था। ऐसा 19वीं शताब्दी के अंतिम तीसरे की साहित्यिक भाषा में हुआ, पहले नहीं... ...शब्दों का इतिहास

बल- वेक्टर मात्रा अन्य निकायों से शरीर पर यांत्रिक प्रभाव के साथ-साथ अन्य भौतिक बलों की तीव्रता का माप है। प्रक्रियाएं और क्षेत्र. बल अलग-अलग हैं: (1) सी. एम्पीयर, वह बल जिसके साथ (देखें) विद्युत धारा ले जाने वाले कंडक्टर पर कार्य करता है; बल वेक्टर की दिशा... ... बिग पॉलिटेक्निक इनसाइक्लोपीडिया

घर्षण ठोस पिंडों के बीच उनकी सापेक्ष गति (विस्थापन) के दौरान या किसी तरल या गैसीय माध्यम में ठोस पिंड की गति के दौरान परस्पर क्रिया की प्रक्रिया है। अन्यथा इसे घर्षणात्मक अंतःक्रिया कहा जाता है। घर्षण प्रक्रियाओं का अध्ययन... ...विकिपीडिया

फिसलन घर्षण बल वे बल हैं जो संपर्क पिंडों के बीच उनकी सापेक्ष गति के दौरान उत्पन्न होते हैं। यदि पिंडों के बीच कोई तरल या गैसीय परत (स्नेहक) न हो तो ऐसे घर्षण को सूखा कहा जाता है। अन्यथा, घर्षण... विकिपीडिया

बाहरी फिसलन घर्षण- संपर्क घर्षण एक शरीर की दूसरे की सतह पर गति के लिए यांत्रिक प्रतिरोध है; विरूपण क्षेत्र में उपकरण और संसाधित की जा रही सामग्री की परस्पर क्रिया के दौरान होता है। प्रसंस्करण के दौरान संपर्क घर्षण की विशेषताएं... ... धातुकर्म का विश्वकोश शब्दकोश

एक स्थिर बाहरी रिंग के साथ रोलिंग बियरिंग एक बियरिंग एक तकनीकी उपकरण है जो एक समर्थन का हिस्सा है जो एक शाफ्ट, अक्ष या अन्य संरचना का समर्थन करता है, अंतरिक्ष में एक स्थिति को ठीक करता है, रोटेशन, स्विंग या रैखिक प्रदान करता है... विकिपीडिया

किसी तंत्र या मशीन का समर्थन या मार्गदर्शक (मशीन देखें), जिसमें संभोग सतहों के खिसकने पर घर्षण होता है। भार धारणा की दिशा के आधार पर, रेडियल और अक्षीय (जोर) भार बीयरिंगों के बीच अंतर किया जाता है। स्नेहन मोड के आधार पर... महान सोवियत विश्वकोश

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याद रखें घर्षण क्या है.
यह किन कारकों के कारण है?
धक्का देने के बाद टेबल पर ब्लॉक की गति की गति क्यों बदल जाती है?

यांत्रिकी में जिस अन्य प्रकार के बल की चर्चा होती है वह घर्षण बल है। ये बल पिंडों की सतहों पर तब कार्य करते हैं जब वे सीधे संपर्क में होते हैं।

सभी मामलों में घर्षण बल संपर्क पिंडों की सापेक्ष गति को रोकते हैं। कुछ शर्तों के तहत, घर्षण बल इस गति को असंभव बना देते हैं। हालाँकि, वे न केवल शरीर की गति को धीमा कर देते हैं। कई व्यावहारिक रूप से महत्वपूर्ण मामलों में, किसी पिंड की गति घर्षण बलों की कार्रवाई के बिना नहीं हो सकती है।

ठोस पिंडों की संपर्क सतहों की सापेक्ष गति के दौरान होने वाले घर्षण को कहा जाता है शुष्क घर्षण.

शुष्क घर्षण तीन प्रकार के होते हैं: स्थैतिक घर्षण, फिसलन घर्षण और रोलिंग घर्षण।

विश्राम घर्षण.

मेज़ पर पड़ी एक मोटी किताब को अपनी उंगली से हिलाने की कोशिश करें। आप मेज की सतह की दिशा में उस पर कुछ बल लगाते हैं, और पुस्तक स्थिर अवस्था में रहती है। परिणामस्वरूप, पुस्तक और मेज की सतह के बीच एक बल उत्पन्न होता है, जो उस बल के विपरीत निर्देशित होता है जिसके साथ आप पुस्तक पर कार्य करते हैं, और परिमाण में बिल्कुल उसके बराबर होता है। यह घर्षण बल tr है। आप किताब को अधिक जोर से धकेलते हैं, लेकिन वह फिर भी अपनी जगह पर ही टिकी रहती है। इसका मतलब यह है कि घर्षण बल tr उसी मात्रा से बढ़ता है।

एक दूसरे के सापेक्ष स्थिर दो पिंडों के बीच लगने वाले घर्षण बल को बल कहा जाता है स्थैतिक घर्षण.

यदि किसी पिंड पर उस सतह के समानांतर कोई बल कार्य करता है जिस पर वह स्थित है, और पिंड गतिहीन रहता है, तो इसका मतलब है कि उस पर स्थैतिक घर्षण बल tr द्वारा कार्य किया जाता है, जो परिमाण में बराबर होता है और विपरीत दिशा में निर्देशित होता है। बल (चित्र 3.22)। नतीजतन, स्थैतिक घर्षण का बल उस पर कार्य करने वाले बल द्वारा निर्धारित होता है:

यदि आराम की स्थिति में किसी पिंड पर लगने वाला बल स्थैतिक घर्षण के अधिकतम बल से थोड़ा भी अधिक है, तो पिंड फिसलना शुरू हो जाएगा।

घर्षण बल का वह उच्चतम मान, जिस पर अभी तक फिसलन नहीं हुई है, कहलाता है अधिकतम स्थैतिक घर्षण बल.

अधिकतम स्थैतिक घर्षण बल निर्धारित करने के लिए, एक बहुत ही सरल, लेकिन बहुत सटीक मात्रात्मक कानून नहीं है। मान लीजिए कि मेज पर एक ब्लॉक है जिसके साथ एक डायनेमोमीटर जुड़ा हुआ है। चलिए पहला प्रयोग करते हैं. आइए डायनेमोमीटर रिंग को खींचें और अधिकतम स्थैतिक घर्षण बल निर्धारित करें। ब्लॉक पर गुरुत्वाकर्षण बल m, समर्थन 1 की सामान्य प्रतिक्रिया बल, तनाव बल 1, डायनेमोमीटर स्प्रिंग्स और अधिकतम स्थैतिक घर्षण बल tr1 (चित्र 3.23) द्वारा कार्य किया जाता है।

आइए ब्लॉक पर एक और समान ब्लॉक रखें। मेज पर सलाखों का दबाव बल 2 गुना बढ़ जाएगा। न्यूटन के तीसरे नियम के अनुसार, समर्थन 2 की सामान्य प्रतिक्रिया शक्ति भी 2 गुना बढ़ जाएगी। यदि हम अधिकतम स्थैतिक घर्षण बल को फिर से मापें, तो हम देखेंगे कि यह बल 2 से कई गुना अधिक अर्थात 2 गुना बढ़ गया है।

छड़ों की संख्या बढ़ाना जारी रखें और हर बार स्थैतिक घर्षण के अधिकतम बल को मापें, हम इस बात से आश्वस्त होंगे

>स्थैतिक घर्षण बल के मापांक का अधिकतम मान समर्थन के सामान्य प्रतिक्रिया बल के मापांक के समानुपाती होता है।

यदि हम अधिकतम स्थैतिक घर्षण बल के मॉड्यूल को F tr से निरूपित करते हैं। अधिकतम, तो हम लिख सकते हैं:

एफ ट्र. अधिकतम = μN (3.11)

जहां μ एक आनुपातिकता गुणांक है जिसे घर्षण गुणांक कहा जाता है। घर्षण गुणांक दोनों रगड़ सतहों की विशेषता है और न केवल इन सतहों की सामग्री पर निर्भर करता है, बल्कि उनके प्रसंस्करण की गुणवत्ता पर भी निर्भर करता है। घर्षण गुणांक प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया जाता है।

यह निर्भरता सबसे पहले फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी सी. कूलम्ब ने स्थापित की थी।

यदि आप ब्लॉक को छोटे चेहरे पर रखते हैं, तो F tr. अधिकतम नहीं बदलेगा.

अधिकतम स्थैतिक घर्षण बल पिंडों के बीच संपर्क के क्षेत्र पर निर्भर नहीं करता है।

स्थैतिक घर्षण बल शून्य से μN के बराबर अधिकतम मान तक भिन्न होता है। घर्षण बल में परिवर्तन का क्या कारण हो सकता है?

यहाँ मुद्दा यह है. जब किसी पिंड पर एक निश्चित बल लगाया जाता है, तो यह थोड़ा सा (आंख से अदृश्य रूप से) स्थानांतरित हो जाता है, और यह विस्थापन तब तक जारी रहता है जब तक कि सतहों की सूक्ष्म खुरदरापन एक दूसरे के सापेक्ष इस तरह से स्थित न हो जाए कि, एक दूसरे से चिपक कर, एक ऐसे बल के उद्भव की ओर ले जाता है जो बल को संतुलित करता है। जैसे-जैसे बल बढ़ता है, शरीर फिर से थोड़ा हिल जाएगा जिससे सतह की सबसे छोटी अनियमितताएं एक-दूसरे से अलग-अलग चिपक जाएंगी और घर्षण बल बढ़ जाएगा।

और केवल > F tr पर। अधिकतम, सतह खुरदरापन की सापेक्ष स्थिति से कोई फर्क नहीं पड़ता, घर्षण बल बल को संतुलित करने में सक्षम नहीं है, और फिसलन शुरू हो जाएगी।

अभिनय बल मापांक पर फिसलने वाले घर्षण बल मापांक की निर्भरता चित्र 3.24 में दिखाई गई है।

चलते और दौड़ते समय, पैरों के तलवे स्थिर घर्षण के अधीन होते हैं जब तक कि पैर फिसल न जाएं। वही बल कार के ड्राइविंग पहियों पर कार्य करता है। चालित पहियों पर भी स्थैतिक घर्षण बल द्वारा कार्य किया जाता है, लेकिन इस बार गति में ब्रेक लग जाता है, और यह बल चालित पहियों पर लगने वाले बल से काफी कम होता है (अन्यथा कार चलने में सक्षम नहीं होती)।

लंबे समय तक यह संदेह था कि भाप इंजन चिकनी पटरियों पर चल सकता है। उन्होंने सोचा कि चालित पहियों पर ब्रेक लगाने वाला घर्षण, ड्राइविंग पहियों पर लगने वाले घर्षण बल के बराबर होगा। यहाँ तक कि ड्राइव पहियों को गियरयुक्त बनाने और उनके लिए विशेष गियर वाली पटरियाँ बिछाने का भी प्रस्ताव किया गया था।

सर्पी घर्षण।

फिसलते समय, घर्षण बल न केवल रगड़ने वाली सतहों की स्थिति पर निर्भर करता है, बल्कि पिंडों की सापेक्ष गति पर भी निर्भर करता है, और गति पर यह निर्भरता काफी जटिल है। अनुभव से पता चलता है कि अक्सर (हालांकि हमेशा नहीं) फिसलन की शुरुआत में, जब सापेक्ष गति अभी भी कम होती है, तो घर्षण बल अधिकतम स्थैतिक घर्षण बल से कुछ कम हो जाता है। तभी, जैसे-जैसे गति बढ़ती है, यह बढ़ती है और F tr से अधिक होने लगती है। अधिकतम.

आपने शायद देखा होगा कि किसी भारी वस्तु, जैसे कि बॉक्स, को हिलाना मुश्किल होता है, लेकिन फिर उसे हिलाना आसान हो जाता है। इसे कम गति पर फिसलने पर घर्षण बल में कमी से स्पष्ट रूप से समझाया गया है (चित्र 3.24 देखें)।

गति की सापेक्षिक गति बहुत अधिक न होने पर, फिसलने वाला घर्षण बल अधिकतम स्थैतिक घर्षण बल से थोड़ा भिन्न होता है। इसलिए, इसे लगभग स्थिर और अधिकतम स्थैतिक घर्षण बल के बराबर माना जा सकता है:

एफ टीआर ≈ एफ टीआर। अधिकतम = μN.

फिसलने वाले घर्षण के बल को स्नेहक का उपयोग करके कई बार कम किया जा सकता है - अक्सर रगड़ने वाली सतहों के बीच तरल की एक पतली परत (आमतौर पर कुछ प्रकार का खनिज तेल) -।

कोई भी आधुनिक मशीन, जैसे कार या ट्रैक्टर इंजन, स्नेहन के बिना काम नहीं कर सकती। सभी मशीनों के डिज़ाइन के दौरान एक विशेष स्नेहन प्रणाली प्रदान की जाती है।

ठोस सतहों से सटे तरल की परतों के बीच घर्षण सूखी सतहों की तुलना में बहुत कम होता है।

रोलिंग घर्षण.

रोलिंग घर्षण बल स्लाइडिंग घर्षण बल से काफी कम है, इसलिए किसी भारी वस्तु को हिलाने की तुलना में उसे रोल करना बहुत आसान है।

घर्षण बल पिंडों की सापेक्ष गति पर निर्भर करता है। यह गुरुत्वाकर्षण और लोच की ताकतों से इसका मुख्य अंतर है, जो केवल दूरियों पर निर्भर करता है।

तरल पदार्थ और गैसों में ठोस पदार्थों की गति के दौरान प्रतिरोध बल।

जब कोई ठोस वस्तु किसी तरल या गैस में चलती है, तो उस पर माध्यम का कर्षण बल कार्य करता है। यह बल माध्यम के सापेक्ष शरीर की गति के विरुद्ध निर्देशित होता है और गति को धीमा कर देता है।

कर्षण बल की मुख्य विशेषता यह है कि यह केवल शरीर और पर्यावरण की सापेक्ष गति की उपस्थिति में ही प्रकट होता है।
द्रवों और गैसों में स्थैतिक घर्षण बल पूर्णतः अनुपस्थित होता है।

यह इस तथ्य की ओर जाता है कि अपने हाथों के प्रयास से आप एक भारी शरीर को हिला सकते हैं, उदाहरण के लिए, एक तैरती हुई नाव, जबकि चलती हुई, कहें, अपने हाथों से एक ट्रेन बस असंभव है।

प्रतिरोध बल एफ सी का मापांक शरीर की सतह के आकार, आकार और स्थिति, माध्यम (तरल या गैस) के गुणों पर निर्भर करता है जिसमें शरीर चलता है, और अंत में, गति की सापेक्ष गति पर निर्भर करता है शरीर और माध्यम.

शरीर के सापेक्ष वेग के मापांक पर प्रतिरोध बल के मापांक की निर्भरता की अनुमानित प्रकृति चित्र 3.25 में दिखाई गई है। शून्य के बराबर सापेक्ष गति पर, ड्रैग बल शरीर पर कार्य नहीं करता है (F c = 0)। जैसे-जैसे सापेक्ष गति बढ़ती है, ड्रैग बल पहले धीरे-धीरे बढ़ता है, और फिर तेज़ और तेज़ हो जाता है। गति की कम गति पर, प्रतिरोध बल को माध्यम के सापेक्ष शरीर की गति की गति के सीधे आनुपातिक माना जा सकता है:

एफ सी = के 1 υ, (3.12)

जहां k 1 प्रतिरोध गुणांक है, जो शरीर की सतह के आकार, आकार, स्थिति और माध्यम के गुणों - इसकी चिपचिपाहट पर निर्भर करता है। किसी भी जटिल आकार के पिंडों के लिए गुणांक k 1 की सैद्धांतिक रूप से गणना करना संभव नहीं है; यह प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया जाता है।

सापेक्ष गति की उच्च गति पर, ड्रैग बल गति के वर्ग के समानुपाती होता है:

एफ सी = के 2 υ 2 , υ, (3.13)

जहां k 2, k 1 से भिन्न प्रतिरोध गुणांक है।

किसी विशेष मामले में कौन सा सूत्र - (3 12) या (3.13) - का उपयोग किया जा सकता है, प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया जाता है। उदाहरण के लिए, एक यात्री कार के लिए, लगभग 60-80 किमी/घंटा की उच्च गति पर पहले सूत्र का उपयोग करने की सलाह दी जाती है, दूसरे सूत्र का उपयोग किया जाना चाहिए।

परिभाषा

दूसरे समीकरण से:

घर्षण बल:

पहले समीकरण में घर्षण बल के व्यंजक को प्रतिस्थापित करने पर, हम पाते हैं:

पूर्ण विराम तक ब्रेक लगाने पर, बस की गति मान से शून्य हो जाती है, इसलिए बस:

आपातकालीन ब्रेकिंग के दौरान बस को गति देने के लिए संबंधों के दाएँ हाथ की तुलना करने पर, हम प्राप्त करते हैं:

बस के पूरी तरह रुकने तक का समय कहां है:

गुरुत्वाकर्षण त्वरण एम/एस

भौतिक राशियों के संख्यात्मक मानों को सूत्र में प्रतिस्थापित करते हुए, हम गणना करते हैं:

उत्तर बस सी में रुकेगी.

उदाहरण 2

व्यायाम	एक छोटे पिंड को क्षितिज के साथ कोण बनाते हुए एक झुके हुए तल पर रखा गया और छोड़ दिया गया। यदि वस्तु और सतह के बीच घर्षण का गुणांक 0.2 है तो वह वस्तु 3 सेकंड में कितनी दूरी तय करेगी?
समाधान	आइए एक चित्र बनाएं और शरीर पर कार्य करने वाली सभी शक्तियों को इंगित करें। शरीर पर गुरुत्वाकर्षण, जमीनी प्रतिक्रिया बल और घर्षण बल द्वारा कार्य किया जाता है आइए एक समन्वय प्रणाली चुनें, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, और इस वेक्टर समानता को समन्वय अक्ष पर प्रक्षेपित करें: दूसरे समीकरण से:

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