Forca e fërkimit () është forca që lind gjatë lëvizjes relative të trupave. Në mënyrë empirike është vërtetuar se forca e fërkimit rrëshqitës varet nga forca e presionit të ndërsjellë të trupave (reaksioni mbështetës) (N), materialet e sipërfaqeve të trupave fërkues dhe shpejtësitë e lëvizjes relative.
PËRKUFIZIM
Sasia fizike që karakterizon sipërfaqet e fërkimit quhet koeficienti i fërkimit. Më shpesh, koeficienti i fërkimit shënohet me shkronjat k ose.
Në përgjithësi, koeficienti i fërkimit varet nga shpejtësia e lëvizjes së trupave në raport me njëri-tjetrin. Duhet të theksohet se varësia zakonisht nuk merret parasysh dhe koeficienti i fërkimit të rrëshqitjes konsiderohet konstant. Në shumicën e rasteve, forca e fërkimit
Koeficienti i fërkimit të rrëshqitjes është një sasi pa dimension. Koeficienti i fërkimit varet nga: cilësia e trajtimit sipërfaqësor, trupat fërkues, prania e papastërtive në to, shpejtësia e lëvizjes së trupave në raport me njëri-tjetrin etj. Koeficienti i fërkimit përcaktohet në mënyrë empirike (eksperimentale).
Koeficienti i fërkimit, i cili korrespondon me forcën maksimale statike të fërkimit, në shumicën e rasteve është më i madh se koeficienti i fërkimit të rrëshqitjes.
Për një numër më të madh çiftesh materialesh, koeficienti i fërkimit nuk është më shumë se unitet dhe qëndron brenda
Vlera e koeficientit të fërkimit të çdo çifti trupash midis të cilëve merret parasysh forca e fërkimit ndikohet nga presioni, shkalla e ndotjes, sipërfaqja e trupave dhe gjëra të tjera që zakonisht nuk merren parasysh. Prandaj, vlerat e koeficientëve të forcës së fërkimit që tregohen në tabelat e referencës përkojnë plotësisht me realitetin vetëm në kushtet në të cilat ato janë marrë. Rrjedhimisht, vlerat e koeficientëve të forcave të fërkimit nuk mund të konsiderohen të pandryshuara për të njëjtin çift trupash fërkues. Kështu, koeficientët e gjembave dallohen për sipërfaqet e thata dhe sipërfaqet e lubrifikuara. Për shembull, koeficienti i rrëshqitjes për një trup prej bronzi dhe një trup prej gize, nëse sipërfaqet e materialeve janë të thata, është i barabartë me për të njëjtën palë materialesh, koeficienti i rrëshqitjes në prani të lubrifikimit.
Shembuj të zgjidhjes së problemeve
SHEMBULL 1
| Ushtrimi | Një zinxhir i hollë metalik shtrihet mbi një tavolinë horizontale (Fig. 1). Gjatësia e saj është e barabartë me masën. Fundi i zinxhirit varet mbi skajin e tavolinës. Nëse gjatësia e pjesës së varur të zinxhirit është një pjesë e gjatësisë së të gjithë zinxhirit, ai fillon të rrëshqasë poshtë tryezës. Cili është koeficienti i fërkimit midis zinxhirit dhe tabelës nëse zinxhiri konsiderohet i njëtrajtshëm në gjatësi? |
| Zgjidhje | Zinxhiri lëviz nën ndikimin e gravitetit. Le të jetë e barabartë forca e gravitetit që vepron për njësi të gjatësisë së zinxhirit me . Në këtë rast, në momentin që fillon rrëshqitja, forca e gravitetit që vepron në pjesën e varur do të jetë: Përpara se të fillojë rrëshqitja, kjo forcë balancohet nga forca e fërkimit që vepron në pjesën e zinxhirit që shtrihet në tavolinë: Meqenëse forcat janë të balancuara, mund të shkruajmë (): |
| Përgjigju |
SHEMBULL 2
| Ushtrimi | Sa është koeficienti i fërkimit të një trupi në një rrafsh të pjerrët nëse këndi i pjerrësisë së rrafshit është i barabartë dhe gjatësia e tij është e barabartë me . Trupi lëvizi përgjatë aeroplanit me nxitim të vazhdueshëm gjatë kohës t. |
| Zgjidhje | Në përputhje me ligjin e dytë të Njutonit, rezultanta e forcave të aplikuara ndaj një trupi që lëviz me nxitim është e barabartë me: Në projeksionet në boshtet X dhe Y të ekuacionit (2.1), marrim: |
Fërkimi(ndërveprimi i fërkimit) është procesi i bashkëveprimit të trupave gjatë lëvizjes së tyre relative (zhvendosjes) ose gjatë lëvizjes së një trupi në një mjedis të gaztë ose të lëngët.
Dega e fizikës që studion proceset e fërkimit quhet tribologjia(mekanika e bashkëveprimit të fërkimit).
Fërkimi zakonisht ndahet në:
- thatë kur trupat e ngurtë që ndërveprojnë nuk ndahen nga asnjë shtresë / lubrifikant shtesë (përfshirë lubrifikantët e ngurtë) - një rast shumë i rrallë në praktikë; një tipar karakteristik i fërkimit të thatë është prania e një force të konsiderueshme fërkimi statike;
- kufiri kur zona e kontaktit mund të përmbajë shtresa dhe zona me natyrë të ndryshme (filma oksid, lëng, etj.) - rasti më i zakonshëm i fërkimit rrëshqitës;
- lëngshme(viskoze), e cila ndodh gjatë bashkëveprimit të trupave të ndarë nga një shtresë e ngurtë (pluhur grafiti), lëng ose gaz (lubrifikant) me trashësi të ndryshme - zakonisht ndodh gjatë fërkimit të rrotullimit, kur trupat e ngurtë zhyten në një lëng, madhësia e fërkimi viskoz karakterizohet nga viskoziteti i mediumit;
- të përziera kur zona e kontaktit përmban zona të fërkimit të thatë dhe të lëngshëm;
- elastohidrodinamike(viskoelastike), kur fërkimi i brendshëm në lubrifikant është kritik. Ndodh kur shpejtësia relative e lëvizjes rritet.
Forca e fërkimit- kjo është një forcë që lind në pikën e kontaktit të trupave dhe pengon lëvizjen e tyre relative.
Arsyet për shfaqjen e forcës së fërkimit:
- vrazhdësia e sipërfaqeve kontaktuese;
- tërheqja reciproke e molekulave të këtyre sipërfaqeve.
Fërkimi rrëshqitës– një forcë që lind gjatë lëvizjes përkthimore të njërit prej trupave kontaktues/ndërveprues në raport me një tjetër dhe vepron mbi këtë trup në drejtim të kundërt me drejtimin e rrëshqitjes.
Fërkimi i rrotullimit– momenti i forcës që ndodh kur njëri nga dy trupat kontaktues/ndërveprues rrotullohet në raport me tjetrin.
Fërkimi statik– një forcë që lind ndërmjet dy trupave kontaktues dhe parandalon shfaqjen e lëvizjes relative. Kjo forcë duhet të kapërcehet për të vënë në lëvizje dy trupa kontaktues në lidhje me njëri-tjetrin.
Forca e fërkimit është drejtpërdrejt proporcionale me forcën e reaksionit normal, d.m.th. varet nga sa fort shtypen trupat kundër njëri-tjetrit dhe nga materiali i tyre, prandaj karakteristika kryesore e fërkimit është koeficienti i fërkimit, e cila përcaktohet nga materialet nga të cilat janë bërë sipërfaqet e trupave që ndërveprojnë.
Vishni– një ndryshim në madhësinë, formën, masën ose gjendjen e sipërfaqes së një produkti për shkak të shkatërrimit (konsumimit) të shtresës sipërfaqësore për shkak të fërkimit.
Funksionimi i çdo makinerie shoqërohet në mënyrë të pashmangshme me fërkime gjatë lëvizjes relative të pjesëve të saj, kështu që është e pamundur të eliminohet plotësisht konsumimi. Sasia e konsumit gjatë kontaktit të drejtpërdrejtë të sipërfaqeve është drejtpërdrejt proporcionale me punën e forcave të fërkimit.
Gërvishtja shkaktohet pjesërisht nga pluhuri dhe papastërtia, ndaj është shumë e rëndësishme që pajisjet të mbahen të pastra, veçanërisht pjesët që fërkojnë.
Për të luftuar konsumin dhe fërkimin, ato zëvendësojnë disa metale me të tjera që janë më të qëndrueshme, aplikojnë trajtim termik dhe kimik të sipërfaqeve të fërkimit, përpunim mekanik preciz, si dhe zëvendësojnë metalet me zëvendësues të ndryshëm, ndryshojnë dizajnin, përmirësojnë lubrifikimin (ndryshojnë pamjen, prezantojnë aditivët), etj.
Në makina, ata përpiqen të parandalojnë fërkimin e drejtpërdrejtë të rrëshqitjes së sipërfaqeve të ngurta, për të cilat ose i ndajnë ato me një shtresë lubrifikanti (fërkimi i lëngut), ose futin elementë shtesë rrotullues midis tyre (kushineta me top dhe rul).
Rregulli bazë për projektimin e pjesëve fërkuese të makinerive është që elementi më i shtrenjtë dhe më i vështirë për t'u zëvendësuar i çiftit të fërkimit (boshti) është bërë nga një material më i fortë dhe më rezistent ndaj konsumit (çelik i fortë), dhe më i thjeshtë, më i lirë dhe lehtësisht i zëvendësueshëm. pjesët (predha mbajtëse) janë bërë nga material relativisht i butë me një koeficient të ulët fërkimi (bronz, babbitt).
Shumica e pjesëve të makinerive dështojnë pikërisht për shkak të konsumit, kështu që ulja e fërkimit dhe konsumit madje edhe 5-10% siguron kursime të mëdha, gjë që është e një rëndësie të jashtëzakonshme.
Lista e lidhjeve
- Fërkimi // Wikipedia. – http://ru.wikipedia.org/wiki/Friction.
- Veshja (teknika) // Wikipedia. – http://ru.wikipedia.org/wiki/Wear_(pajisje).
- Fërkimi në makina, fërkimi dhe konsumimi në inxhinierinë mekanike // Project-Tekhnar. Teknologjitë progresive të automobilave. – http://www.studiplom.ru/Technology/Trenie.html.
Pyetje për kontroll
- Çfarë është fërkimi?
- Cilat lloje të fërkimit ekzistojnë?
- Çfarë e shkakton forcën e fërkimit?
- Si klasifikohet fërkimi në varësi të forcave që veprojnë?
- Çfarë është veshja dhe si trajtohet?
| < |
I thirrur thatë. Përndryshe, fërkimi quhet "lëng". Një tipar karakteristik i fërkimit të thatë është prania e fërkimit statik.
Eksperimentalisht është vërtetuar se forca e fërkimit varet nga forca e presionit të trupave mbi njëri-tjetrin (forca e reagimit mbështetës), nga materialet e sipërfaqeve të fërkimit, nga shpejtësia e lëvizjes relative dhe Jo varet nga zona e kontaktit. (Kjo mund të shpjegohet me faktin se asnjë trup nuk është absolutisht i sheshtë. Prandaj, zona e vërtetë e kontaktit është shumë më e vogël se ajo e vëzhguar. Përveç kësaj, duke rritur sipërfaqen, ne ulim presionin specifik të trupave mbi njëri-tjetrin.) Sasia që karakterizon sipërfaqet e fërkimit quhet koeficienti i fërkimit, dhe më së shpeshti shënohet me shkronjën latine "k" ose shkronjën greke "μ". Kjo varet nga natyra dhe cilësia e përpunimit të sipërfaqeve të fërkimit. Përveç kësaj, koeficienti i fërkimit varet nga shpejtësia. Sidoqoftë, më shpesh kjo varësi shprehet dobët, dhe nëse nuk kërkohet saktësi më e madhe e matjes, atëherë "k" mund të konsiderohet konstante.
Në një përafrim të parë, madhësia e forcës së fërkimit rrëshqitës mund të llogaritet duke përdorur formulën:
Ku
Koeficienti i fërkimit të rrëshqitjes,
Forca normale e reagimit të tokës.
Sipas fizikës së ndërveprimit, fërkimi zakonisht ndahet në:
- Të thata, kur trupat e ngurtë që ndërveprojnë nuk ndahen nga asnjë shtresë/lubrifikant shtesë - një rast shumë i rrallë në praktikë. Një tipar karakteristik i fërkimit të thatë është prania e një force të konsiderueshme fërkimi statike.
- Tharje me lubrifikant të thatë (pluhur grafit)
- Lëngu, gjatë bashkëveprimit të trupave të ndarë nga një shtresë lëngu ose gazi (lubrifikant) me trashësi të ndryshme - si rregull, ndodh gjatë fërkimit të rrotullimit, kur trupat e ngurtë zhyten në një lëng;
- E përzier, kur zona e kontaktit përmban zona të fërkimit të thatë dhe të lëngshëm;
- Kufiri, kur zona e kontaktit mund të përmbajë shtresa dhe zona të natyrës së ndryshme (filma oksid, lëng, etj.) është rasti më i zakonshëm i fërkimit rrëshqitës.
Për shkak të kompleksitetit të proceseve fiziko-kimike që ndodhin në zonën e ndërveprimit të fërkimit, proceset e fërkimit në thelb nuk mund të përshkruhen duke përdorur metodat e mekanikës klasike.
Gjatë proceseve mekanike, ka gjithmonë, në një masë më të madhe ose më të vogël, një shndërrim i lëvizjes mekanike në forma të tjera të lëvizjes së materies (më shpesh në një formë termike të lëvizjes). Në rastin e fundit, ndërveprimet ndërmjet trupave quhen forca të fërkimit.
Eksperimentet me lëvizjen e trupave të ndryshëm në kontakt (të ngurtë në trupa të ngurtë, lëndë të ngurta në lëng ose gaz, lëng në gaz, etj.) me gjendje të ndryshme të sipërfaqeve të kontaktit tregojnë se forcat e fërkimit shfaqen gjatë lëvizjes relative të trupave kontaktues dhe janë të drejtuara kundër vektori i shpejtësisë relative tangjenciale me sipërfaqet e kontaktit. Në këtë rast, ngrohja e trupave ndërveprues ndodh gjithmonë.
Forcat e fërkimit janë ndërveprimet tangjenciale ndërmjet trupave kontaktues që lindin gjatë lëvizjes së tyre relative. Forcat e fërkimit që lindin gjatë lëvizjes relative të trupave të ndryshëm quhen forca të fërkimit të jashtëm.
Forcat e fërkimit lindin gjithashtu gjatë lëvizjes relative të pjesëve të të njëjtit trup. Fërkimi ndërmjet shtresave të të njëjtit trup quhet fërkim i brendshëm.
Në lëvizjet reale, forcat e fërkimit me përmasa më të mëdha ose më të vogla lindin gjithmonë. Prandaj, kur hartojmë ekuacionet e lëvizjes, duke folur në mënyrë rigoroze, gjithmonë duhet të futim forcën e fërkimit F tr në numrin e forcave që veprojnë në trup.
Një trup lëviz në mënyrë të njëtrajtshme dhe drejtvizore kur një forcë e jashtme balancon forcën e fërkimit që lind gjatë lëvizjes.
Për të matur forcën e fërkimit që vepron mbi një trup, mjafton të matet forca që duhet të zbatohet në trup në mënyrë që ai të lëvizë pa nxitim.
Fondacioni Wikimedia. 2010.
Shihni se çfarë është "Forca e fërkimit rrëshqitës" në fjalorë të tjerë:
forca statike e fërkimit- fërkimi kufizues Forca e fërkimit statik në momentin kur fillon rrëshqitja. Kodi IFToMM: 3.5.48 Seksioni: DINAMIKA E MEKANIZMAVE... Teoria e mekanizmave dhe makinave
Një sasi që karakterizon fërkimin e jashtëm. Në varësi të llojit të lëvizjes së një trupi mbi një tjetër, T... Enciklopedi fizike
Raporti i forcës së fërkimit F me reaksionin T të drejtuar normalisht në sipërfaqen prekëse, e cila ndodh kur një ngarkesë aplikohet duke shtypur një trup në tjetrin: f = F/T. Sepse karakteristika e përdorur gjatë kryerjes së llogaritjeve teknike është... ...
Fërkim, fërkim. Është kurioze të shihet kombinimi i tre llojeve të kuptimeve emërore në fjalën fërkim. Termi mekanik i fërkimit u përdor për të karakterizuar marrëdhëniet shoqërore. Kjo ka ndodhur në gjuhën letrare të të tretës së fundit të shekullit të 19-të, jo më herët... ... Historia e fjalëve
FORCË- sasia vektoriale është një masë e ndikimit mekanik në trup nga trupat e tjerë, si dhe intensiteti i forcave të tjera fizike. proceset dhe fushat. Forcat janë të ndryshme: (1) C. Amperi, forca me të cilën (shih) vepron në një përcjellës që mban rrymë; drejtimi i vektorit të forcës... ... Enciklopedia e Madhe Politeknike
Fërkimi është procesi i bashkëveprimit midis trupave të ngurtë gjatë lëvizjes së tyre relative (zhvendosjes) ose gjatë lëvizjes së një trupi të ngurtë në një mjedis të lëngët ose të gaztë. Ndryshe quhet ndërveprim fërkimi. Studimi i proceseve të fërkimit... ... Wikipedia
Forcat rrëshqitëse të fërkimit janë forca që lindin midis trupave kontaktues gjatë lëvizjes së tyre relative. Nëse midis trupave nuk ka shtresë (lubrifikant) të lëngët ose të gaztë, atëherë fërkimi i tillë quhet i thatë. Përndryshe, fërkimi... ... Wikipedia
fërkimi i jashtëm rrëshqitës- fërkimi i kontaktit është rezistencë mekanike ndaj lëvizjes së një trupi në sipërfaqen e një tjetri; në zonën e deformimit ndodh gjatë bashkëveprimit të mjetit dhe materialit që përpunohet. Karakteristikat e fërkimit të kontaktit gjatë përpunimit... ... Fjalor Enciklopedik i Metalurgjisë
Kushineta rrotulluese me një unazë të jashtme të palëvizshme Një kushinetë është një pajisje teknike që është pjesë e një mbështetëse që mbështet një bosht, bosht ose strukturë tjetër, rregullon një pozicion në hapësirë, siguron rrotullim, lëkundje ose lineare... ... Wikipedia
Një mbështetje ose udhëzues i një mekanizmi ose makinerie (Shih Makinë), në të cilën ndodh fërkimi kur sipërfaqet çiftëzuese rrëshqasin. Bazuar në drejtimin e perceptimit të ngarkesës, bëhet dallimi midis kushinetave radiale dhe boshtore (shtytje) të ngarkesës. Në varësi të mënyrës së lubrifikimit... Enciklopedia e Madhe Sovjetike
« Fizikë - klasa e 10-të"
Mos harroni se çfarë është fërkimi.
Për çfarë faktorësh shkaktohet?
Pse ndryshon shpejtësia e lëvizjes së bllokut në tavolinë pas një shtytjeje?
Një lloj tjetër i forcës që trajtohet në mekanikë janë forcat e fërkimit. Këto forca veprojnë përgjatë sipërfaqeve të trupave kur ato janë në kontakt të drejtpërdrejtë.
Forcat e fërkimit në të gjitha rastet pengojnë lëvizjen relative të trupave kontaktues. Në kushte të caktuara, forcat e fërkimit e bëjnë të pamundur këtë lëvizje. Megjithatë, ata jo vetëm që ngadalësojnë lëvizjen e trupave. Në një numër rastesh praktikisht të rëndësishme, lëvizja e një trupi nuk mund të ndodhte pa veprimin e forcave të fërkimit.
Fërkimi që ndodh gjatë lëvizjes relative të sipërfaqeve kontaktuese të trupave të ngurtë quhet fërkim i thatë.
Ekzistojnë tre lloje të fërkimit të thatë: fërkimi statik, fërkimi rrëshqitës dhe fërkimi rrotullues.
Fërkimi statik.
Provoni të lëvizni me gisht një libër të trashë të shtrirë në tavolinë. Ju aplikoni njëfarë force në të, e drejtuar përgjatë sipërfaqes së tryezës dhe libri qëndron në qetësi. Rrjedhimisht, një forcë lind midis librit dhe sipërfaqes së tabelës, e drejtuar e kundërt me forcën me të cilën veproni mbi librin, dhe saktësisht e barabartë me atë në madhësi. Kjo është forca e fërkimit tr. Ju e shtyni librin me më shumë forcë, por ai ende qëndron në vend. Kjo do të thotë se forca e fërkimit tr rritet me të njëjtën sasi.
Forca e fërkimit që vepron ndërmjet dy trupave të palëvizshëm në raport me njëri-tjetrin quhet forcë fërkimi statik.
Nëse mbi një trup vepron një forcë paralele me sipërfaqen në të cilën ndodhet, dhe trupi mbetet i palëvizshëm, kjo do të thotë se mbi të vepron një forcë fërkimi statike tr, e barabartë në madhësi dhe e drejtuar në drejtim të kundërt me forca (Fig. 3.22). Rrjedhimisht, forca e fërkimit statik përcaktohet nga forca që vepron mbi të:
Nëse forca që vepron mbi një trup në qetësi tejkalon edhe pak forcën maksimale të fërkimit statik, atëherë trupi do të fillojë të rrëshqasë.
Vlera më e madhe e forcës së fërkimit, në të cilën rrëshqitja nuk ndodh ende, quhet forca maksimale statike e fërkimit.
Për të përcaktuar forcën maksimale statike të fërkimit, ekziston një ligj sasior shumë i thjeshtë, por jo shumë i saktë. Le të ketë një bllok në tryezë me një dinamometër të bashkangjitur në të. Le të bëjmë eksperimentin e parë. Le të tërheqim unazën e dinamometrit dhe të përcaktojmë forcën maksimale statike të fërkimit. Mbi bllokun vepron forca e gravitetit m, forca normale e reaksionit të mbështetësit 1, forca e tensionit 1, sustat e dinamometrit dhe forca maksimale statike e fërkimit tr1 (Fig. 3.23).
Le të vendosim një bllok tjetër të ngjashëm në bllok. Forca e presionit të shufrave në tavolinë do të rritet me 2 herë. Sipas ligjit të tretë të Njutonit, forca normale e reagimit të mbështetjes 2 do të rritet gjithashtu me 2 herë. Nëse matim sërish forcën maksimale statike të fërkimit, do të shohim se ajo është rritur aq herë sa është rritur forca 2, pra 2 herë.
Duke vazhduar rritjen e numrit të shufrave dhe duke matur çdo herë forcën maksimale të fërkimit statik, do të bindemi se
>vlera maksimale e modulit të forcës statike të fërkimit është proporcionale me modulin e forcës normale të reaksionit të suportit.
Nëse modulin e forcës maksimale të fërkimit statik e shënojmë me F tr. max, atëherë mund të shkruajmë:
F tr. max = μN (3.11)
ku μ është një koeficient proporcionaliteti i quajtur koeficienti i fërkimit. Koeficienti i fërkimit karakterizon të dy sipërfaqet e fërkimit dhe varet jo vetëm nga materiali i këtyre sipërfaqeve, por edhe nga cilësia e përpunimit të tyre. Koeficienti i fërkimit përcaktohet në mënyrë eksperimentale.
Kjo varësi u krijua për herë të parë nga fizikani francez C. Coulomb.
Nëse e vendosni bllokun në fytyrën më të vogël, atëherë F tr. max nuk do të ndryshojë.
Forca maksimale statike e fërkimit nuk varet nga zona e kontaktit midis trupave.
Forca statike e fërkimit varion nga zero në një vlerë maksimale të barabartë me μN. Çfarë mund të shkaktojë një ndryshim në forcën e fërkimit?
Çështja këtu është kjo. Kur një forcë e caktuar ushtrohet në një trup, ai zhvendoset pak (në mënyrë të padukshme për syrin) dhe kjo zhvendosje vazhdon derisa vrazhdësia mikroskopike e sipërfaqeve të pozicionohet në raport me njëra-tjetrën në atë mënyrë që, duke u lidhur me njëra-tjetrën, ato do të çojnë në shfaqjen e një force që balancon forcën. Ndërsa forca rritet, trupi përsëri do të lëvizë pak, kështu që parregullsitë më të vogla të sipërfaqes do të ngjiten me njëra-tjetrën ndryshe, dhe forca e fërkimit do të rritet.
Dhe vetëm në > F tr. max, pavarësisht nga pozicioni relativ i vrazhdësive të sipërfaqes, forca e fërkimit nuk është në gjendje të balancojë forcën dhe do të fillojë rrëshqitja.
Varësia e modulit të forcës së fërkimit rrëshqitës nga moduli i forcës vepruese është paraqitur në figurën 3.24.
Kur ecni dhe vraponi, shputat e këmbëve i nënshtrohen fërkimit statik, përveç nëse këmbët rrëshqasin. E njëjta forcë vepron në rrotat lëvizëse të makinës. Mbi rrotat e shtyra vepron gjithashtu një forcë fërkimi statike, por këtë herë duke frenuar lëvizjen, dhe kjo forcë është dukshëm më e vogël se forca që vepron në rrotat lëvizëse (përndryshe makina nuk do të mund të lëvizte).
Për një kohë të gjatë, dyshohej se një lokomotivë me avull mund të funksiononte në shina të lëmuara. Ata menduan se fërkimi që frenon rrotat e shtyra do të ishte i barabartë me forcën e fërkimit që vepron në rrotat lëvizëse. Madje u propozua që rrotat e lëvizjes të bëheshin me ingranazhe dhe të vendoseshin shina speciale me ingranazhe për to.
Fërkimi rrëshqitës.
Gjatë rrëshqitjes, forca e fërkimit varet jo vetëm nga gjendja e sipërfaqeve të fërkimit, por edhe nga shpejtësia relative e trupave, dhe kjo varësi nga shpejtësia është mjaft komplekse. Përvoja tregon se shpesh (edhe pse jo gjithmonë) në fillim të rrëshqitjes, kur shpejtësia relative është ende e ulët, forca e fërkimit bëhet disi më e vogël se forca maksimale statike e fërkimit. Vetëm atëherë, me rritjen e shpejtësisë, ajo rritet dhe fillon të tejkalojë F tr. maksimumi
Ju ndoshta keni vënë re se një objekt i rëndë, si kutia, është i vështirë për t'u lëvizur, por më pas lëvizja e tij bëhet më e lehtë. Kjo shpjegohet saktësisht me uljen e forcës së fërkimit kur rrëshqitja ndodh me shpejtësi të ulët (shih Fig. 3.24).
Me shpejtësi relative jo shumë të larta të lëvizjes, forca e fërkimit rrëshqitës ndryshon pak nga forca maksimale statike e fërkimit. Prandaj, mund të konsiderohet përafërsisht konstante dhe e barabartë me forcën maksimale statike të fërkimit:
F tr ≈ F tr. max = μN.
Forca e fërkimit të rrëshqitjes mund të reduktohet shumë herë duke përdorur një lubrifikant - më shpesh një shtresë e hollë lëngu (zakonisht një lloj vaji mineral) - midis sipërfaqeve të fërkimit.
Asnjë makinë e vetme moderne, siç është një motor makine ose traktori, nuk mund të funksionojë pa lubrifikim. Një sistem i veçantë lubrifikimi sigurohet gjatë projektimit të të gjitha makinerive.
Fërkimi midis shtresave të lëngut ngjitur me sipërfaqet e ngurta është shumë më i vogël se midis sipërfaqeve të thata.
Fërkimi i rrotullimit.
Forca e fërkimit të rrotullimit është dukshëm më e vogël se forca e fërkimit rrëshqitës, kështu që është shumë më e lehtë të rrotullosh një objekt të rëndë sesa ta lëvizësh atë.
Forca e fërkimit varet nga shpejtësia relative e trupave. Ky është ndryshimi i tij kryesor nga forcat e gravitetit dhe elasticitetit, të cilat varen vetëm nga distancat.
Forcat e rezistencës gjatë lëvizjes së trupave të ngurtë në lëngje dhe gazra.
Kur një trup i ngurtë lëviz në një lëng ose gaz, mbi të veprohet nga forca e tërheqjes së mediumit. Kjo forcë drejtohet kundër shpejtësisë së trupit në raport me mediumin dhe ngadalëson lëvizjen.
Karakteristika kryesore e forcës së tërheqjes është se ajo shfaqet vetëm në prani të lëvizjes relative të trupit dhe mjedisit.
Forca e fërkimit statik në lëngje dhe gazra mungon plotësisht.
Kjo çon në faktin se me përpjekjen e duarve tuaja mund të lëvizni një trup të rëndë, për shembull, një varkë lundruese, ndërsa lëvizja, të themi, një tren me duart tuaja është thjesht e pamundur.
Moduli i forcës së rezistencës F c varet nga madhësia, forma dhe gjendja e sipërfaqes së trupit, nga vetitë e mediumit (lëngu ose gazi) në të cilin lëviz trupi dhe, së fundi, nga shpejtësia relative e lëvizjes së trupin dhe mediumin.
Natyra e përafërt e varësisë së modulit të forcës së rezistencës nga moduli i shpejtësisë relative të trupit është paraqitur në figurën 3.25. Me një shpejtësi relative të barabartë me zero, forca e tërheqjes nuk vepron në trup (F c = 0). Ndërsa shpejtësia relative rritet, forca e tërheqjes në fillim rritet ngadalë, dhe më pas gjithnjë e më shpejt. Me shpejtësi të ulëta të lëvizjes, forca e rezistencës mund të konsiderohet drejtpërdrejt proporcionale me shpejtësinë e lëvizjes së trupit në raport me mediumin:
F c = k 1 υ, (3.12)
ku k 1 është koeficienti i rezistencës, në varësi të formës, madhësisë, gjendjes së sipërfaqes së trupit dhe vetive të mediumit - viskozitetit të tij. Nuk është e mundur të llogaritet koeficienti k 1 teorikisht për trupat e ndonjë forme komplekse ai përcaktohet në mënyrë eksperimentale.
Me shpejtësi të lartë të lëvizjes relative, forca e tërheqjes është proporcionale me katrorin e shpejtësisë:
F c = k 2 υ 2 , υ, (3.13)
ku k 2 është koeficienti i rezistencës i ndryshëm nga k 1 .
Cila nga formulat - (3 12) ose (3.13) - mund të përdoret në një rast të caktuar përcaktohet në mënyrë eksperimentale. Për shembull, për një makinë pasagjerësh, këshillohet përdorimi i formulës së parë me shpejtësi afërsisht 60-80 km/h, duhet përdorur formula e dytë;
PËRKUFIZIM
Nga ekuacioni i dytë:
Forca e fërkimit:
Duke zëvendësuar shprehjen për forcën e fërkimit në ekuacionin e parë, marrim:
Kur frenoni në një ndalesë të plotë, shpejtësia e autobusit bie nga vlera në zero, kështu që autobusi:
Duke barazuar anët e djathta të marrëdhënieve për përshpejtimin e autobusit gjatë frenimit emergjent, marrim:
ku është koha derisa autobusi të ndalojë plotësisht:
Nxitimi i gravitetit m/s
Duke zëvendësuar vlerat numerike të sasive fizike në formulë, ne llogarisim:
SHEMBULL 2
| Ushtrimi | Një trup i vogël u vendos në një plan të pjerrët duke bërë një kënd me horizontin dhe u lëshua. Sa largësi do të përshkojë trupi për 3 s nëse koeficienti i fërkimit ndërmjet tij dhe sipërfaqes është 0,2? |
| Zgjidhje | Le të bëjmë një vizatim dhe të tregojmë të gjitha forcat që veprojnë në trup.
Mbi trupin vepron graviteti, forca e reagimit të tokës dhe forca e fërkimit Le të zgjedhim një sistem koordinativ, siç tregohet në figurë, dhe të projektojmë këtë barazi vektoriale në boshtin koordinativ:
Nga ekuacioni i dytë: |
