Pavadinimas nusako esmę.
Japonų patarlė
Riedėjimo trinties jėga, kaip rodo šimtmečių žmogaus patirtis, yra maždaug dydžiu mažesnė už slydimo trinties jėgą. Nepaisant to, riedėjimo guolio idėją Virlo suformulavo tik 1772 m.
Panagrinėkime pagrindines riedėjimo trinties sąvokas. Kai ratas rieda ant nejudančio pagrindo ir, pasisukus kampu, jo ašis (taškas 0) pasislenka dydžiu, toks judėjimas vadinamas švarus valcavimas neslysdamas. Jei ratas (51 pav.) apkraunamas jėga N, tai norint jį pajudinti reikia pritaikyti sukimo momentą. Tai galima padaryti pritaikant jėgą F į jo centrą. Šiuo atveju jėgos F momentas taško O 1 atžvilgiu bus lygus pasipriešinimo riedėjimui momentui.
51 pav. Gryna riedėjimo grandinė
Jei ratas (51 pav.) apkraunamas jėga N, tai norint jį pajudinti reikia pritaikyti sukimo momentą. Tai galima padaryti pritaikant jėgą F į jo centrą. Šiuo atveju jėgos F momentas taško O 1 atžvilgiu bus lygus pasipriešinimo riedėjimui momentui.
Riedėjimo trinties koeficientas yra važiavimo momento ir normalios apkrovos santykis. Šis dydis turi ilgio matmenį.
Be matmenų charakteristika - pasipriešinimo riedėjimui koeficientas yra lygus varomosios jėgos F darbo vieneto kelyje ir normalios apkrovos santykiui:
čia: A yra varomosios jėgos darbas;
Vieno kelio ilgis;
M - varomosios jėgos momentas;
Rato sukimosi kampas, atitinkantis kelią.
Taigi trinties koeficiento išraiška riedėjimo ir slydimo metu skiriasi.
Pažymėtina, kad riedančio kėbulo sukibimas su takeliu neturi viršyti trinties jėgos, antraip riedėjimas virs slydimu.
Panagrinėkime rutulio judėjimą riedėjimo guolio takeliu (52a pav.). Tiek didžiausias diametralus apskritimas, tiek mažesni lygiagrečių atkarpų apskritimai liečiasi su bėgiais. Skirtingo spindulio apskritimų taško nueitas kelias yra skirtingas, tai yra, atsiranda slydimas.
Kai rutulys ar volelis rieda išilgai plokštumos (arba vidinio cilindro), kontaktas taške arba išilgai linijos atsiranda tik teoriškai. Tikruose trinties įrenginiuose, veikiant darbo apkrovoms, atsiranda kontaktinės zonos deformacija. Šiuo atveju rutulys liečiasi tam tikrame apskritime, o volelis – stačiakampyje. Abiem atvejais riedėjimą lydi trinties jungčių susidarymas ir sunaikinimas, kaip ir slydimo trintis.
Volas dėl bėgimo tako deformacijos eina trumpesniu keliu nei jo apskritimo ilgis. Tai aiškiai pastebima, kai standus plieninis cilindras rieda plokščiu elastingu guminiu paviršiumi (52b pav.). Jei apkrova sukelia tik tamprias deformacijas e, tada atstatomas riedėjimo pėdsakas. Plastinių deformacijų metu lenktynių takas išlieka.
52 pav. Riedėjimas: a - rutulys ant takelio, b - cilindras ant elastingo pagrindo
Dėl kelių nelygybės (išilgai volo perimetro ir išilgai atraminio paviršiaus) atsiranda slydimas.
Dabar nustatyta, kad slydimo trinties (nuo slydimo) sumažinimo, gerinant kontaktinių paviršių apdirbimo kokybę arba naudojant tepalus, beveik neįvyksta. Iš to išplaukia, kad riedėjimo trinties jėgą labiau sukelia ne slydimas, o energijos išsklaidymo deformacijos metu. Kadangi deformacija daugiausia yra elastinga, riedėjimo trinties nuostoliai yra elastinės histerezės rezultatas.
Elastinė histerezė susideda iš deformacijos, veikiančios tomis pačiomis apkrovomis, priklausomybės nuo įtakų sekos (daugybės), tai yra, nuo apkrovos istorijos. Dalis energijos kaupiama deformuojamame kūne ir viršijus tam tikrą energijos slenkstį, atsiskiria dilimo dalelės – destrukcija. Didžiausi nuostoliai atsiranda valcuojant ant viskoelastingo pagrindo (polimerai, guma), mažiausi - ant didelio modulio metalo (plieniniai bėgiai).
Riedėjimo trinties jėgos nustatymo empirinė formulė yra tokia:
čia: D yra riedėjimo kūno skersmuo.
Formulės analizė rodo, kad trinties jėga didėja:
Didėjant normaliai apkrovai;
Sumažėjus riedančio kūno dydžiui.
Didėjant riedėjimo greičiui, trinties jėga kinta mažai, tačiau didėja susidėvėjimas. Padidinus važiavimo greitį dėl rato skersmens, sumažėja riedėjimo trinties jėga.
Riedėjimo trintis
Riedėjimo trintis- atsparumas judėjimui, kuris atsiranda, kai kūnai apsiverčia vienas ant kito. Jis atsiranda, pavyzdžiui, tarp riedėjimo guolių elementų, tarp automobilio rato padangos ir kelio dangos. Daugeliu atvejų riedėjimo trinties vertė yra daug mažesnė nei slydimo trinties vertė, visi kiti dalykai yra vienodi, todėl riedėjimas yra įprastas judėjimo būdas technikoje.
Riedėjimo trintis atsiranda dviejų kūnų sąsajoje, todėl ji priskiriama išorinės trinties rūšiai.
Riedėjimo trinties jėga
Tegul ant atramos esantį sukimosi kūną veikia
Jeigu šių jėgų vektorinė suma lygi nuliui
tada kūno simetrijos ašis juda tolygiai ir tiesia linija arba lieka nejudanti (žr. 1 pav.). Vektorius nustato riedėjimo trinties jėgą, priešingą judėjimui. Tai reiškia, kad prispaudžiamąją jėgą subalansuoja vertikalusis žemės reakcijos komponentas, o išorinę jėgą – tangentinis žemės reakcijos komponentas.
Tolygus valcavimas taip pat reiškia, kad jėgų momentų apie savavališką tašką suma yra lygi nuliui. Iš pusiausvyros jėgų momentų, parodytų Fig., sukimosi ašies atžvilgiu. 2 ir 3, taip:
Wikimedia fondas.
2010 m.
Riedėjimo trinties jėga apibūdinama taip: Ftr=ktr(Fn/r), kur ktr – trinties koeficientas, o Fn – spaudimo jėga, o r – rato spindulys. Riedėjimo trinties koeficiento matmenys, žinoma, yra [ilgis]. Žemiau yra įvairių medžiagų porų naudingų riedėjimo trinties koeficientų diapazonų lentelė cm.
| Įvairių medžiagų slydimo trinties koeficientai | Trinantys paviršiai |
| k | 0,2 |
| Bronza į bronzą | 0,18 |
| Bronzinis plienas | 0,25 - 0,5 |
| Sausa mediena | 0,035 |
| Mediniai bėgikai ant sniego ir ledo | 0,02 |
| tas pats, bet bėgikai dengti plienine juostele | 0,48 |
| Ąžuolo podub palei grūdus | 0,34 |
| taip pat skersai vieno kūno skaidulų ir išilgai kito | 0,33 |
| Šlapia kanapių virvė | 0,53 |
| Sausa kanapių virvė | 0,36 |
| Odinis diržas šlapias iki metalo | 0,27 - 0,38 |
| Odinis diržas šlapias podubu | 0,56 |
| Odinis diržas išdžiūvo iki metalo | 0,16 |
| Ratas su plienine padanga ant plieninio bėgio | 0,028 |
| Ledas ant ledo | 0,27 |
| Varis virš ketaus | 0,24-0,26 |
| Šlapias metalas ant ąžuolo | 0,5-0,6 |
| Sausas metalas | 0,02-0,08 |
| Stumdomas guolis su tepimu | 0,4-0,6 |
| Guma (padangos) kietam gruntui | 0,83 |
| Guma (padangos) ketaus | 0,23 |
| Riebalais pateptas odinis diržas ant metalo | 0,25-0,45 |
| Plieninis (arba ketaus) poferodo* ir raybestu* | 0,19 |
| Plienas lyginimui | 0,02-0,03 |
| Plieniniai poldu (pačiūžos) | 0,18 |
| Plieninis plienas | 0,16 |
| Plienas iki ketaus | 0,064-0,080 |
| Fluoroplastinis nerūdijantis plienas | 0,052-0,086 |
| Fluoroplastinis-4 iki fluoroplastinis | 0,21 |
| Bronzinis ketus | 0,16 |
| Ketaus ketaus | |
Įvairių medžiagų porų statinės trinties koeficientų (sukibimo koeficientų) lentelė.
|
Medžiaga |
|
|
Chemiškai grynas metalas į metalą |
|
| visiškai be oksidų plėvelių (kruopščiai išvalytas) | 100 |
| nesuteptas ore | 1,0 |
| suteptas mineraline alyva | 0,2-0,4 |
| sutepti augaliniais ir gyvuliniais aliejais | 0,1 |
|
Lydiniai, plienas |
|
| vario-švino neteptas | 0,2 |
| varis-švinas, suteptas mineraline alyva | 0,1 |
| Medžio lydinys, baltas metalas = baltas metalas neteptas | 0,7 |
| Medienos lydinys, baltas metalas, suteptas mineraline alyva | 0,1 |
| Fosforinė bronza, neteptas žalvaris | 0,35 |
| Fosforinė bronza, mineralinis alyvuotas žalvaris | 0,15-0,2 |
| Paprastas plieninis, neteptas | 0,4 |
| Paprastas plienas, suteptas mineraline alyva | 0,1-0,2 |
| Didelio kietumo plieno paviršiai netepti riebalais | 0,6 |
|
Sutepti didelio kietumo plieno paviršiai: |
|
| - augaliniai ir gyvuliniai aliejai | 0,08-0,1 |
| - mineralinės alyvos | 0,12 |
| - molibdeno disulfidas | 0,1 |
| - oleino rūgštis | 0,08 |
| - alkoholis, benzinas | 0,4 |
| - glicerinas | 0,2 |
| Plona 10 -3 -10 -4 cm storio indžio plėvelė ant kieto pagrindo | 0,08 |
| Plona švino plėvelė ant tvirto pagrindo | 0,15 |
| Plona vario plėvelė ant kieto pagrindo | 0,3 |
|
Nemetalinės medžiagos |
|
| stiklas ant stiklo, išvalytas | 1 |
| stiklas ant stiklo, suteptas skystais angliavandeniliais arba riebalų rūgštimis | 0,3-0,6 |
| stiklas ant stiklo, suteptas kietais angliavandeniliais | 0,1 |
| Deimantas ant deimanto, išvalytas ir degazuotas | 0,4 |
| Deimantas ant deimanto, išvalytas, veikiamas oro | 0,1 |
| Deimantas ant deimanto, alyvuotas | 0,05-0,1 |
| Safyras pagal safyrą, išvalytas ir degazuotas | 0,6 |
| Safyras pagal safyrą, išvalytas, ore | 0,2 |
| Safyras ant safyro, alyvuotas | 0,15-0,2 |
| Grafitas ant grafito, išvalytas ir degazuotas | 0,5-0,8 |
| Grafitas ant grafito, išvalytas, ore | 0,1 |
| Grafitas ant grafito, tepamas, ore | 0,1 |
| Grafitas ant plieno, išvalytas ir pateptas alyva | 0,1 |
| Akmens druska, rafinuota pagal akmens druską | 0,8 |
| Sodos nitratas išgrynintas sodos nitratu | 0,5 |
| Sodos nitratas suteptas sodos nitratu | 0,12 |
| Ledas ant ledo žemesnėje nei -50°C temperatūroje | 0,5 |
| Ledas ant ledo 0/ -20°С diapazone | 0,05-0,1 |
| Volframo karbidas ant plieno, išvalytas | 0,4-0,6 |
| Volframo karbidas ant plieno, suteptas | 0,1-0,2 |
| Perpex arba polietilenas virš perpekso arba polietileno, nuluptas | 0,8 |
| Perpex arba polietilenas virš plieno, išvalytas | 0,3-0,5 |
| Nailonas ant nailono | 0,5 |
| PTFE į PTFE (F-4, fluoroplastikas-4) | 0,04-0,1 |
| PTFE ant plieno | 0,04-0,1 |
| Vilnos pluoštas palei ragą (medžiaga kaip jaučio ragas), išvalyta, palei krūvą | 0,4-0,6 |
| Vilnos pluoštas palei ragą (medžiaga kaip buliaus ragas), išvalytas, nepūkuojantis | 0,8-0,1 |
| Vilnos pluoštas išilgai rago (medžiaga kaip jaučio ragas), tepamas, palei krūvą | 0,3-0,4 |
| Vilnos pluoštas palei rageną (medžiaga, tokia kaip buliaus ragas), suteptas, nuo pūkelių | 0,5-0,3 |
| Medvilninis siūlas ant medvilninio siūlo, kaip pristatyta | 0,3 |
| Medvilnė ant medvilnės (vata), kaip pristatoma | 0,6 |
| Šilkas ant šilko, kaip pristatoma | 0,2-0,3 |
| Mediena ant medžio, valoma sausai | 0,2-0,5 |
| Mediena ant medžio, valoma šlapia | 0,2 |
| Mediena ant plytų, valoma sausai | 0,3-0,4 |
| Metalinė oda, išvalyta ir išdžiovinta | 0,6 |
| Metalinė oda, išvalyta ir drėgna | 0,4 |
| Metalinė oda, valyta ir alyvuota | 0,2 |
| Išvalyta ketaus stabdžių medžiaga | 0,4 |
| Stabdžių medžiaga ant ketaus šlapia | 0,2 |
| Stabdžių medžiaga ant ketaus, sutepta | 0,1 |
Riedėjimo trinties koeficientai.
Riedėjimo trinties jėga apibūdinama taip:
F tr = k tr (F n /r), kur k tr – trinties koeficientas, o F n – spaudimo jėga, o r – rato spindulys.
Riedėjimo trinties koeficiento matmenys, žinoma, yra [ilgis].
Žemiau yra įvairių medžiagų porų naudingų riedėjimo trinties koeficientų diapazonų lentelė cm.
Slydimo trinties jėga- jėgos, atsirandančios tarp besiliečiančių kūnų jų santykinio judėjimo metu. Jei tarp kūnų nėra skysto ar dujinio sluoksnio (tepalo), tai tokia trintis vadinama sausas. Priešingu atveju trintis vadinama „skysčiu“. Būdingas sausosios trinties bruožas yra statinės trinties buvimas.
Eksperimentiškai nustatyta, kad trinties jėga priklauso nuo kūnų spaudimo vienas kitam jėgos (atraminės reakcijos jėgos), nuo trinamųjų paviršių medžiagų, nuo santykinio judėjimo greičio ir Ne priklauso nuo kontakto srities. (Tai galima paaiškinti tuo, kad joks kūnas nėra absoliučiai plokščias. Todėl tikrasis kontaktinis plotas yra daug mažesnis nei stebimasis. Be to, padidindami plotą, sumažiname savitąjį kūnų slėgį vienas kitam.) Trinančius paviršius apibūdinantis dydis vadinamas trinties koeficientas, ir dažniausiai žymimas lotyniška raide „k“ arba graikiška raide „μ“. Tai priklauso nuo trinamų paviršių apdorojimo pobūdžio ir kokybės. Be to, trinties koeficientas priklauso nuo greičio. Tačiau dažniausiai ši priklausomybė yra silpnai išreikšta ir jei nereikia didesnio matavimo tikslumo, tada „k“ galima laikyti pastoviu.
Pirmuoju apytiksliu būdu slydimo trinties jėgos dydį galima apskaičiuoti naudojant formulę:
Kur
Slydimo trinties koeficientas,
Normali žemės reakcijos jėga.
Pagal sąveikos fiziką trintis paprastai skirstoma į:
- Sausas, kai sąveikaujančios kietosios medžiagos nėra atskirtos jokiais papildomais sluoksniais/tepalais – praktikoje labai retas atvejis. Būdingas sausos trinties bruožas yra didelė statinė trinties jėga.
- Išdžiovinkite sausu lubrikantu (grafito milteliais)
- Skystis, sąveikaujant kūnams, atskirtiems įvairaus storio skysčio arba dujų (tepalo) sluoksniu - kaip taisyklė, atsiranda riedėjimo trinties metu, kai kietieji kūnai panardinami į skystį;
- Mišrus, kai kontaktinėje srityje yra sausos ir skystos trinties sritys;
- Riba, kai kontaktinėje srityje gali būti skirtingo pobūdžio sluoksnių ir sričių (oksido plėvelės, skystis ir kt.), yra labiausiai paplitęs slydimo trinties atvejis.
Dėl fizikinių ir cheminių procesų, vykstančių trinties sąveikos zonoje, sudėtingumo, trinties procesų iš esmės negalima aprašyti klasikinės mechanikos metodais.
Mechaninių procesų metu visada, didesniu ar mažesniu mastu, mechaninis judėjimas virsta kitomis materijos judėjimo formomis (dažniausiai į terminę judėjimo formą). Pastaruoju atveju sąveika tarp kūnų vadinama trinties jėgomis.
Įvairių besiliečiančių kūnų judėjimo eksperimentai (kietosios medžiagos ant kietųjų kūnų, kietosios medžiagos skystyje ar dujose, skystos dujose ir kt.) su skirtingomis kontaktinių paviršių būsenomis rodo, kad trinties jėgos atsiranda santykinio besiliečiančių kūnų judėjimo metu ir yra nukreiptos. santykinio greičio vektorių liestine prie kontaktinių paviršių. Tokiu atveju visada vyksta sąveikaujančių kūnų kaitinimas.
Trinties jėgos – tai liestinė sąveika tarp besiliečiančių kūnų, atsirandanti jų santykinio judėjimo metu. Trinties jėgos, atsirandančios santykiniam įvairių kūnų judėjimui, vadinamos išorinėmis trinties jėgomis.
Trinties jėgos atsiranda ir to paties kūno dalių santykinio judėjimo metu. Trintis tarp to paties kūno sluoksnių vadinama vidine trintimi.
Realiuose judesiuose visada atsiranda didesnės ar mažesnės trinties jėgos. Todėl, griežtai kalbant, sudarydami judėjimo lygtis, visada turime įvesti trinties jėgą F tr į kūną veikiančių jėgų skaičių.
Kūnas juda tolygiai ir tiesia linija, kai išorinė jėga subalansuoja judėjimo metu atsirandančią trinties jėgą.
Norint išmatuoti kūną veikiančią trinties jėgą, pakanka išmatuoti jėgą, kuri turi būti taikoma kūnui, kad jis judėtų be pagreičio.
Trintis(trinties sąveika) – tai kūnų sąveikos procesas jiems santykinio judėjimo (paslinkimo) metu arba kūnui judant dujinėje ar skystoje terpėje.
Fizikos šaka, tirianti trinties procesus, vadinama tribologija(trinties sąveikos mechanika).
Trintis paprastai skirstoma į:
- sausas kai sąveikaujančios kietosios medžiagos nėra atskirtos jokiais papildomais sluoksniais / tepalais (įskaitant kietuosius tepalus) - praktikoje labai retas atvejis; būdingas sausosios trinties bruožas yra didelės statinės trinties jėgos buvimas;
- riba kai kontaktinėje srityje gali būti skirtingo pobūdžio sluoksnių ir sričių (oksido plėvelės, skystis ir kt.) – dažniausias slydimo trinties atvejis;
- skystis(klampus), kuris atsiranda sąveikaujant kūnams, atskirtiems įvairaus storio kieto (grafito miltelių), skysčio ar dujų (tepalo) sluoksniu – dažniausiai atsiranda riedėjimo trinties metu, kai kietieji kūnai panardinami į skystį, klampi trintis pasižymi terpės klampumu;
- sumaišytas kai kontaktinėje srityje yra sausos ir skystos trinties sritys;
- elastohidrodinaminis(viskoelastinis), kai vidinė tepalo trintis yra kritinė. Atsiranda, kai didėja santykinis judėjimo greitis.
Trinties jėga- tai jėga, kuri atsiranda kūnų sąlyčio taške ir neleidžia jiems santykiniam judėjimui.
Trinties jėgos priežastys:
- besiliečiančių paviršių šiurkštumas;
- abipusė šių paviršių molekulių trauka.
Slydimo trintis– jėga, atsirandanti judant vienam iš besiliečiančių/sąveikaujančių kūnų kito atžvilgiu ir veikianti šį kūną priešinga slydimo krypčiai.
Riedėjimo trintis– jėgos momentas, atsirandantis vienam iš dviejų besiliečiančių/sąveikaujančių kūnų riedant kito atžvilgiu.
Statinė trintis– jėga, atsirandanti tarp dviejų besiliečiančių kūnų ir neleidžianti atsirasti santykiniam judėjimui. Šią jėgą reikia įveikti, kad du besiliečiantys kūnai judėtų vienas kito atžvilgiu.
Trinties jėga yra tiesiogiai proporcinga normalios reakcijos jėgai, tai yra priklauso nuo to, kaip stipriai kūnai yra prispausti vienas prie kito ir nuo jų medžiagos, todėl pagrindinė trinties charakteristika yra trinties koeficientas, kurią lemia medžiagos, iš kurių gaminami sąveikaujančių kūnų paviršiai.
Nešioti– gaminio paviršiaus dydžio, formos, masės ar būklės pasikeitimas dėl paviršinio sluoksnio sunaikinimo (dėvėjimosi) dėl trinties.
Bet kurios mašinos veikimą neišvengiamai lydi trintis santykinio jos dalių judėjimo metu, todėl visiškai pašalinti susidėvėjimo neįmanoma. Susidėvėjimo dydis tiesioginio kontakto su paviršiais metu yra tiesiogiai proporcingas trinties jėgų darbui.
Iš dalies dilimą sukelia dulkės ir nešvarumai, todėl labai svarbu, kad įranga, ypač jos besitrinančios dalys, būtų švarios.
Siekiant kovoti su nusidėvėjimu ir trintimi, kai kurie metalai pakeičiami kitais stabilesniais, taikomas terminis ir cheminis trinamųjų paviršių apdorojimas, precizinis mechaninis apdorojimas, taip pat metalai pakeičiami įvairiais pakaitalais, keičiama konstrukcija, gerinamas tepimas (pakeičiama išvaizda, pristatomi). priedai) ir kt.
Mašinose stengiamasi užkirsti kelią tiesioginei kietų paviršių slydimui, todėl jie arba atskiriami tepalo sluoksniu (skysčių trintis), arba tarp jų įdedami papildomi riedėjimo elementai (rutuliniai ir ritininiai guoliai).
Pagrindinė mašinų trinamųjų dalių projektavimo taisyklė yra ta, kad brangesnis ir sunkiau pakeičiamas trynimo poros elementas (velenas) yra pagamintas iš kietesnės ir atsparesnės dilimui medžiagos (kieto plieno), o paprastesnis, pigesnis ir lengvai keičiamas. dalys (guolių korpusai) yra pagamintos iš gana minkštos medžiagos, turinčios mažą trinties koeficientą (bronza, babbitas).
Dauguma mašinos dalių genda būtent dėl susidėvėjimo, todėl trintį ir susidėvėjimą sumažinus net 5-10% sutaupoma didžiulė, o tai yra išskirtinė svarba.
Nuorodų sąrašas
- Trintis // Vikipedija. – http://ru.wikipedia.org/wiki/Friction.
- Nešioti (technika) // Vikipedija. – http://ru.wikipedia.org/wiki/Wear_(equipment).
- Trintis mašinose, trintis ir nusidėvėjimas mechaninėje inžinerijoje // Project-Tekhnar. Progresyvios automobilių technologijos. – http://www.studiplom.ru/Technology/Trenie.html.
Klausimai kontrolei
- Kas yra trintis?
- Kokie yra trinties tipai?
- Kas sukelia trinties jėgą?
- Kaip klasifikuojama trintis, priklausomai nuo veikiančių jėgų?
- Kas yra nusidėvėjimas ir kaip su juo kovoti?
| < |
Jei bandysite perkelti sunkią spintą, pilną daiktų, kažkaip iš karto paaiškės, kad viskas nėra taip paprasta, o kažkas aiškiai trukdo tinkamai susitvarkyti.
- Ir judėjimo kliūtis bus ne kas kita trinties jėgos darbas, kuris mokomasi septintos klasės fizikos kurse.
Kiekviename žingsnyje susiduriame su trintimi. Tikriausia to žodžio prasme. Tiksliau būtų sakyti, kad be trinties negalime net žingsnio žengti, nes kojas paviršiuje laiko trinties jėgos.
Kiekvienas iš mūsų žino, ką reiškia vaikščioti labai slidžiu paviršiumi – ledu, jei šį procesą apskritai galima pavadinti ėjimu. Tai yra, iš karto matome akivaizdžius trinties jėgos pranašumus. Tačiau prieš kalbėdami apie trinties jėgų naudą ar žalą, pirmiausia pasvarstykime, kas fizikoje yra trinties jėga.
Trinties jėga fizikoje ir jos rūšys
Sąveika, kuri atsiranda dviejų kūnų sąlyčio taške ir neleidžia jiems santykiniam judėjimui, vadinama trintimi. O jėga, kuri apibūdina šią sąveiką, vadinama trinties jėga.
- Yra trys trinties tipai: slydimo trintis, statinė trintis ir riedėjimo trintis.
Statinė trintis
Mūsų atveju, kai bandėme perkelti spintelę, dūkėme, stumdėme ir raudonavome, bet nepajudėjome spintelės nė centimetro. Kas laiko spintelę vietoje? Statinė trinties jėga. Dabar dar vienas pavyzdys: jei uždėsime ranką ant sąsiuvinio ir judinsime jį palei stalą, tada sąsiuvinis judės kartu su mūsų ranka, kurią laikys ta pati statinės trinties jėga.
Statinė trintis laiko įsmeigtus į sieną vinis, neleidžia spontaniškai atsirišti batų raištelių, taip pat laiko savo spintą, kad netyčia atsirėmę į ją pečiais neužbėgtume ant savo mylimos katės, kuri staiga atsigulė ramiai pasnausti. ir tylu tarp spintos ir sienos.
Slydimo trintis
Grįžkime prie mūsų patarlių spintos. Pagaliau supratome, kad vieni jo pajudinti nepajėgsime ir iškvietėme kaimynę į pagalbą. Galų gale, subraižę visas grindis, išprakaitavę, išgąsdinę katę, bet vis tiek neiškraustę daiktų iš spintos, perkėlėme ją į kitą kampą.
Ką mes radome, išskyrus dulkių debesis ir sienos gabalą, neuždengtą tapetais? Kad pritaikius jėgą, viršijančią statinės trinties jėgą, spintelė ne tik pajudėjo iš savo vietos, bet ir (žinoma, su mūsų pagalba) toliau judėjo toliau, į mums reikalingą vietą. O pastangos, kurias reikėjo skirti jį judinant, buvo maždaug vienodos visos kelionės metu.
- Šiuo atveju mums trukdė slydimo trinties jėga. Slydimo trinties jėga, kaip ir statinė trinties jėga, yra nukreipta priešinga kryptimi nei taikoma jėga.
Riedėjimo trintis
Tuo atveju, kai kūnas neslysta paviršiumi, o rieda, trintis, atsirandanti sąlyčio taške, vadinama riedėjimo trintimi. Riedantis ratas šiek tiek įspaudžiamas į kelią, o prieš jį susidaro nedidelis guzas, kurį tenka įveikti. Tai sukelia riedėjimo trintį.
Kuo kietesnis kelias, tuo mažesnė riedėjimo trintis. Štai kodėl važiuoti greitkeliu yra daug lengviau nei važiuoti smėliu. Daugeliu atvejų riedėjimo trintis yra žymiai mažesnė nei slydimo trintis. Todėl plačiai naudojami ratai, guoliai ir pan.
Trinties jėgų priežastys
Pirma yra paviršiaus šiurkštumas. Tai gerai suprantama naudojant grindų lentų arba Žemės paviršiaus pavyzdį. Esant lygesniems paviršiams, tokiems kaip ledas ar metalo lakštais dengtas stogas, šiurkštumo beveik nesimato, tačiau tai nereiškia, kad jų nėra. Šie nelygumai ir nelygumai prilimpa vienas prie kito ir trukdo judėti.
Antra priežastis yra tarpmolekulinė trauka, kuri veikia besitrinančių kūnų sąlyčio taškuose. Tačiau antroji priežastis dažniausiai pasireiškia tik labai gerai nupoliruotų korpusų atveju. Iš esmės mes susiduriame su pirmąja trinties jėgų priežastimi. Ir šiuo atveju, norint sumažinti trinties jėgą, dažnai naudojamas tepalas.
- Tepalo sluoksnis, dažniausiai skystas, atskiria besitrinančius paviršius, o vienas į kitą trinasi skysčio sluoksniai, kuriuose trinties jėga yra kelis kartus mažesnė.
Esė tema „Trinties jėga“
Septintoje klasėje fizikos kurse dėstomi moksleiviai užduotis parašyti esė tema „Trinties jėga“. Esė šia tema pavyzdys būtų maždaug toks:
„Tarkime, per šventes nusprendėme traukiniu važiuoti pas močiutę. Ir jie nežino, kad kaip tik tuo metu, staiga, be jokios priežasties, trinties jėga dingo. Atsibundame, pakylame iš lovos ir krentame, nes tarp grindų ir kojų nėra trinties jėgos.
Mes pradedame avėti batus ir negalime užsirišti raištelių, kurie nesilaiko dėl trinties trūkumo. Laiptai apskritai sunkūs, liftas neveikia – jau seniai rūsyje. Suskaičiavę absoliučiai visus žingsnius su uodega ir kažkaip nušliaužę iki stotelės, atradome naują bėdą: stotelėje nesustojo nei vienas autobusas.
Stebuklingai įsėdome į traukinį, pagalvojome, kaip gražu - čia gera, sunaudojama mažiau degalų, nes trinties nuostoliai sumažėja iki nulio, mes greičiau ten pateksime. Tačiau čia yra problema: tarp ratų ir bėgių nėra trinties jėgos, todėl traukiniui nėra iš ko stumti! Taigi apskritai kažkaip nelemta eiti pas močiutę be trinties.
Trinties nauda ir žala
Žinoma, tai yra fantazija ir joje gausu lyrinių supaprastinimų. Gyvenime viskas yra šiek tiek kitaip. Bet iš tikrųjų, nepaisant to, kad yra akivaizdžių trinties jėgos trūkumų, kurie mums gyvenime sukelia nemažai sunkumų, akivaizdu, kad be trinties jėgų būtų daug daugiau problemų. Taigi reikia kalbėti ir apie trinties jėgų žalą, ir apie tų pačių trinties jėgų naudą.
Naudingų trinties jėgų aspektų pavyzdžiai galima sakyti, kad galime vaikščioti žeme, kad mūsų drabužiai nebyra, nes siūlai audinyje laikosi vietoje dėl tų pačių trinties jėgų, kad pildami smėlį ant apledėjusio kelio pageriname sukibimą. kad būtų išvengta nelaimingo atsitikimo.
Na trinties jėgų daroma žala yra didelių krovinių judėjimo problema, trinamųjų paviršių susidėvėjimo problema, taip pat neįmanoma sukurti amžinojo varymo mašinos, nes dėl trinties bet koks judėjimas anksčiau ar vėliau sustoja, reikalaujantis nuolatinio išorinio poveikio.
Žmonės išmoko prisitaikyti ir sumažinti arba padidinti trinties jėgas, priklausomai nuo poreikio. Tai apima ratus, tepimą, galandimą ir daug daugiau. Pavyzdžių daug, ir akivaizdu, kad vienareikšmiškai pasakyti: trintis gerai ar blogai – neįmanoma. Tačiau jis egzistuoja, o mūsų užduotis yra išmokti jį panaudoti žmogaus labui.
Reikia pagalbos studijuojant?
Ankstesnė tema: Gravitacijos ir kūno masės santykis: dinamometras.Kita tema: Trintis gamtoje, kasdienybėje ir technologijose: dar daugiau PAVYZDŽIŲ
