Sürtünme kuvveti. Sürtünme türleri

İsim özü tanımlar.

Japon atasözü

Yüzyıllardır süren insan deneyiminin gösterdiği gibi, yuvarlanma sürtünme kuvveti, kayma sürtünme kuvvetinden yaklaşık olarak daha küçüktür. Buna rağmen makaralı rulman fikri Virlo tarafından ancak 1772'de formüle edildi.

Yuvarlanma sürtünmesinin temel kavramlarını ele alalım. Bir tekerlek sabit bir taban üzerinde yuvarlandığında ve bir açıyla dönerken ekseni (0 noktası) bir miktar kaydığında böyle bir harekete hareket denir. temiz haddeleme kaymadan. Tekerlek (Şekil 51) bir N kuvvetiyle yükleniyorsa, onu hareket ettirmek için bir tork uygulamak gerekir. Bu, merkeze bir F kuvveti uygulanarak gerçekleştirilebilir. Bu durumda F kuvvetinin O1 noktasına göre momenti yuvarlanma direnci momentine eşit olacaktır.

Şekil 51. Saf yuvarlanma devresi

Tekerlek (Şekil 51) bir N kuvvetiyle yükleniyorsa, onu hareket ettirmek için bir tork uygulamak gerekir. Bu, merkeze bir F kuvveti uygulanarak gerçekleştirilebilir. Bu durumda F kuvvetinin O1 noktasına göre momenti yuvarlanma direnci momentine eşit olacaktır.

Yuvarlanma sürtünme katsayısı sürüş momentinin normal yüke oranıdır. Bu miktarın uzunluk boyutu vardır.

Boyutsuz karakteristik - yuvarlanma direnci katsayısı itici kuvvet F'nin birim yol üzerindeki işinin normal yüke oranına eşittir:

burada: A, itici gücün işidir;

Tek bir yolun uzunluğu;

M - itici güç momenti;

Yola karşılık gelen tekerleğin dönme açısı.

Dolayısıyla yuvarlanma ve kayma sırasındaki sürtünme katsayısının ifadesi farklıdır.

Yuvarlanan bir cismin yola yapışmasının sürtünme kuvvetini aşmaması gerektiğine dikkat edilmelidir, aksi takdirde yuvarlanma kaymaya dönüşecektir.

Bir bilyenin, bir rulmanın yolu boyunca hareketini düşünelim (Şekil 52a). Hem en büyük çaplı daire hem de paralel bölümlerin daha küçük daireleri pist ile temas halindedir. Farklı yarıçaplara sahip daireler üzerindeki bir noktanın kat ettiği yol farklıdır, yani kayma meydana gelir.

Bir top veya rulo bir düzlem (veya iç silindir) boyunca yuvarlandığında, temas yalnızca teorik olarak bir noktada veya bir çizgi boyunca meydana gelir. Gerçek sürtünme birimlerinde iş yüklerinin etkisi altında temas bölgesinde deformasyon meydana gelir. Bu durumda top belirli bir daire içinde temas halindedir ve silindir bir dikdörtgen içinde temas halindedir. Her iki durumda da yuvarlanmaya, kayma sürtünmesinde olduğu gibi sürtünme bağlarının oluşması ve yok olması eşlik eder.

Yuvarlanma yolunun deformasyonu nedeniyle silindir, çevresinin uzunluğundan daha kısa bir yol kat eder. Sert bir çelik silindir düz elastik bir kauçuk yüzey üzerinde yuvarlandığında bu açıkça fark edilir (Şekil 52b). Yük yalnızca elastik deformasyonlara neden oluyorsa, yuvarlanma izi yeniden sağlanır. Plastik deformasyonlar sırasında yuvarlanma yolu kalır.


Şekil 52. Yuvarlanma: a - ray üzerinde bir top, b - elastik bir taban üzerinde bir silindir

Yolların eşitsizliği nedeniyle (silindirin çevresi boyunca ve destek yüzeyi boyunca) kayma meydana gelir.

Temas yüzeylerinin işlenmesinin kalitesinin veya yağlayıcıların kullanımının iyileştirilmesi yoluyla kayma sürtünmesinin (kaymadan kaynaklanan) azaltılmasının neredeyse gerçekleşmediği artık tespit edilmiştir. Buradan, yuvarlanma sürtünme kuvvetinin büyük ölçüde kaymadan değil, deformasyon sırasındaki enerji kaybından kaynaklandığı anlaşılmaktadır. Deformasyon çoğunlukla elastik olduğundan, yuvarlanma sürtünme kayıpları elastik histerezisin sonucudur.

Elastik histerezis, aynı yükler altındaki deformasyonun etkilerin sırasına (çokluğuna), yani yükleme geçmişine bağımlılığından oluşur. Enerjinin bir kısmı deforme olabilen gövdede depolanır ve belirli bir enerji eşiği aşıldığında aşınma parçacıkları ayrılır - yıkım. En büyük kayıplar, viskoelastik bir taban (polimerler, kauçuk) üzerinde yuvarlanırken, en küçüğü ise yüksek modüllü bir metal (çelik raylar) üzerinde yuvarlanırken meydana gelir.

Yuvarlanma sürtünme kuvvetini belirlemek için ampirik formül şöyledir:

burada: D, yuvarlanan gövdenin çapıdır.

Formülün analizi sürtünme kuvvetinin arttığını gösterir:

Normal yükün artmasıyla;

Yuvarlanan gövdenin boyutunda bir azalma ile.

Yuvarlanma hızı arttıkça sürtünme kuvveti çok az değişir ancak aşınma artar. Tekerlek çapından dolayı sürüş hızının arttırılması yuvarlanma sürtünme kuvvetini azaltır.

Yuvarlanma sürtünmesi

Yuvarlanma sürtünmesi- cisimler birbiri üzerinde yuvarlandığında ortaya çıkan harekete karşı direnç. Örneğin, rulman elemanları arasında, bir araba tekerleğinin lastiği ile yol yüzeyi arasında görünür. Çoğu durumda, yuvarlanma sürtünmesinin değeri, diğer tüm koşullar eşit olduğunda, kayma sürtünmesinin değerinden çok daha azdır ve bu nedenle yuvarlanma, teknolojide yaygın bir hareket türüdür.

Yuvarlanma sürtünmesi iki gövdenin arayüzünde meydana gelir ve bu nedenle bir tür dış sürtünme olarak sınıflandırılır.

Yuvarlanma sürtünme kuvveti

Bir destek üzerinde yer alan dönme cismi tarafından harekete geçilsin.

Bu kuvvetlerin vektör toplamı sıfır ise

daha sonra vücudun simetri ekseni düzgün ve doğrusal olarak hareket eder veya hareketsiz kalır (bkz. Şekil 1). Vektör, harekete karşı çıkan yuvarlanma sürtünme kuvvetini belirler. Bu, bastırma kuvvetinin yer reaksiyonunun dikey bileşeni tarafından dengelendiği ve dış kuvvetin yer reaksiyonunun teğetsel bileşeni tarafından dengelendiği anlamına gelir.

Düzgün yuvarlanma aynı zamanda keyfi bir nokta etrafındaki kuvvetlerin momentlerinin toplamının sıfıra eşit olduğu anlamına da gelir. Şekil 2'de gösterilen kuvvetlerin momentlerinin dönme eksenine göre dengesinden. 2 ve 3, şöyle:


Wikimedia Vakfı.

2010.

Yuvarlanma sürtünme kuvveti şu şekilde tanımlanır: Ftr=ktr(Fn/r), burada ktr sürtünme katsayısıdır ve Fn bastırma kuvvetidir ve r tekerleğin yarıçapıdır. Yuvarlanma sürtünme katsayısının boyutu doğal olarak [uzunluk]'tur. Aşağıda cm cinsinden çeşitli malzeme çiftleri için yararlı yuvarlanma sürtünme katsayısı aralıklarının bir tablosu bulunmaktadır.

Çeşitli malzemeler için kayan sürtünme katsayıları Sürtünme yüzeyleri
k 0,2
Bronzdan bronza 0,18
Bronz çelik 0,25 - 0,5
Kuru odun 0,035
Kar ve buzda ahşap koşucular 0,02
aynı, ancak raylar çelik şeritle kaplı 0,48
Tahıl boyunca meşe podub 0,34
ayrıca bir vücudun lifleri boyunca ve diğerinin lifleri boyunca 0,33
Islak kenevir ipi 0,53
Kuru kenevir ipi 0,36
Metale kadar ıslak deri kemer 0,27 - 0,38
Deri kemer ıslak podubu 0,56
Metale kuruyan deri kemer 0,16
Çelik ray üzerinde çelik lastikli tekerlek 0,028
Buz üstünde buz 0,27
Dökme demir üzerinde bakır 0,24-0,26
Meşe üzerinde ıslak metal 0,5-0,6
Kuru metal 0,02-0,08
Yağlamalı kayar yatak 0,4-0,6
Sert zemin için kauçuk (lastikler) 0,83
Kauçuk (lastikler) dökme demir 0,23
Metal üzerine gres yağlanmış deri kemer 0,25-0,45
Çelik (veya dökme demir) poferodo* ve raybestu* 0,19
Çelikten demire 0,02-0,03
Çelik poldu (paten) 0,18
Çelik çelik 0,16
Çelikten dökme demire 0,064-0,080
Floroplastik paslanmaz çelik 0,052-0,086
Floroplastik-4'ten floroplastik'e 0,21
Bronz dökme demir 0,16
Dökme demir dökme demir

Çeşitli malzeme çiftleri için statik sürtünme katsayıları (yapışma katsayıları) tablosu.

Malzeme

Kimyasal olarak saf metalden metale

tamamen oksit filmlerden arındırılmış (iyice temizlenmiş) 100
havada yağlanmamış 1,0
madeni yağ ile yağlanmış 0,2-0,4
bitkisel ve hayvansal yağlarla yağlanmış 0,1

Alaşımlar, çelik

bakır-kurşun yağlanmamış 0,2
madeni yağ ile yağlanmış bakır-kurşun 0,1
Ahşap alaşımı, beyaz metal = yağlanmamış beyaz metal 0,7
Ahşap alaşımı, mineral yağla yağlanmış beyaz metal 0,1
Fosfor bronz, yağlanmamış pirinç 0,35
Fosfor bronz, mineral yağlı pirinç 0,15-0,2
Düz çelik, yağlanmamış 0,4
Mineral yağ ile yağlanmış düz çelik 0,1-0,2
Yağlanmamış yüksek sertlikte çelik yüzeyler 0,6

Yağlandığında yüksek sertlikte çelik yüzeyler:

- bitkisel ve hayvansal yağlar 0,08-0,1
- mineral yağlar 0,12
- molibden disülfit 0,1
- oleik asit 0,08
- alkol, benzin 0,4
- gliserin 0,2
Katı bir taban üzerinde 10 -3 -10 -4 cm kalınlığında ince indiyum filmi 0,08
Sağlam bir taban üzerinde ince kurşun filmi 0,15
Katı bir baz üzerinde ince bakır film 0,3

Metalik olmayan malzemeler

cam üstüne cam, temizlenmiş 1
Sıvı hidrokarbonlar veya yağ asitleri ile yağlanmış cam üzerine cam 0,3-0,6
katı hidrokarbonlarla yağlanmış cam üzerine cam 0,1
Elmas üzerinde elmas, temizlenmiş ve gazı giderilmiş 0,4
Elmas üzerinde elmas, temizlenmiş, havaya maruz kalmış 0,1
Elmas üstüne elmas, yağlanmış 0,05-0,1
Safirden safir, temizlenmiş ve gazdan arındırılmış 0,6
Safir safir, temizlenmiş, havaya maruz bırakılmış 0,2
Safir üzerine safir, yağlanmış 0,15-0,2
Grafit üzerinde grafit, temizlenmiş ve gazı giderilmiş 0,5-0,8
Grafit üzerinde grafit, temizlenmiş, havada 0,1
Grafit üzerinde grafit, yağlanmış, havada 0,1
Çelik üzerine grafit, temizlenmiş ve yağlanmış 0,1
Kaya tuzuna göre rafine edilmiş kaya tuzu 0,8
Soda nitrat ile saflaştırılmış soda nitrat 0,5
Soda nitratı ile yağlanmış soda nitratı 0,12
-50°C'nin altında buz üzerinde buz 0,5
0/ -20°С aralığında buz üzerinde buz 0,05-0,1
Çelik üzerinde tungsten karbür, temizlenmiş 0,4-0,6
Çelik üzerinde tungsten karbür, yağlanmış 0,1-0,2
Perpex veya polietilen üzerine perpex veya polietilen, soyulmuş 0,8
Çelik üzeri Perpex veya polietilen, temizlenmiş 0,3-0,5
Naylon üzerine naylon 0,5
PTFE'den PTFE'ye (F-4, floroplastik-4) 0,04-0,1
Çelik üzerinde PTFE 0,04-0,1
Boynuz boyunca yün elyafı (boğa boynuzu gibi malzeme), hav boyunca temizlenmiş 0,4-0,6
Boynuz boyunca yün lifi (boğa boynuzu gibi malzeme), temizlenmiş, tüy bırakmayan 0,8-0,1
Boynuz boyunca yün lifi (boğa boynuzu gibi malzeme), hav boyunca yağlanmış 0,3-0,4
Kornea boyunca uzanan yün lifi (boğa boynuzu gibi malzeme), tüylere karşı yağlanmış 0,5-0,3
Teslim edildiği gibi pamuk ipliği üzerine pamuk ipliği 0,3
Teslim edildiği gibi pamuk üzerine pamuk (vatka) 0,6
Teslim edildiği gibi ipek üzerine ipek 0,2-0,3
Ahşap üzerine ahşap, kuru temizlenmiş 0,2-0,5
Ahşap üzerine ahşap, ıslak temizlenmiş 0,2
Tuğla üzeri ahşap, kuru temizlenmiş 0,3-0,4
Metal deri, temizlenmiş ve kuru 0,6
Metal deri, temizlenmiş ve nemli 0,4
Metal deri, temizlenmiş ve yağlanmış 0,2
Dökme demir için fren malzemesi, temizlenmiş 0,4
Dökme demir ıslak fren malzemesi 0,2
Dökme demir üzerinde fren malzemesi, yağlanmış 0,1

Yuvarlanma sürtünme katsayıları.

Yuvarlanma sürtünme kuvveti şu şekilde tanımlanır:

F tr =k tr (F n /r), burada k tr sürtünme katsayısıdır ve F n bastırma kuvvetidir ve r tekerleğin yarıçapıdır.

Yuvarlanma sürtünme katsayısının boyutu doğal olarak [uzunluk]'tur.

Aşağıda cm cinsinden çeşitli malzeme çiftleri için yararlı yuvarlanma sürtünme katsayısı aralıklarının bir tablosu bulunmaktadır.

Kayar sürtünme kuvveti- göreceli hareketleri sırasında temas eden cisimler arasında ortaya çıkan kuvvetler. Gövdeler arasında sıvı veya gaz tabakası (yağlayıcı) yoksa bu tür sürtünmeye denir. kuru. Aksi takdirde sürtünmeye "akışkan" adı verilir. Kuru sürtünmenin karakteristik bir özelliği statik sürtünmenin varlığıdır.

Sürtünme kuvvetinin, cisimlerin birbirine uyguladığı basınç kuvvetine (destek reaksiyon kuvveti), sürtünme yüzeylerinin malzemelerine, bağıl hareket hızına ve bağıl hareket hızına bağlı olduğu deneysel olarak tespit edilmiştir. Olumsuz temas alanına bağlıdır. (Bu, hiçbir cismin kesinlikle düz olmamasıyla açıklanabilir. Dolayısıyla gerçek temas alanı gözlemlenenden çok daha küçüktür. Ayrıca alanı artırarak cisimlerin birbirlerine olan spesifik basıncını da azaltmış oluruz.) Sürtünme yüzeylerini karakterize eden miktara denir sürtünme katsayısı, ve çoğunlukla Latince “k” harfi veya Yunanca “μ” harfi ile gösterilir. Sürtünme yüzeylerinin işlenmesinin niteliğine ve kalitesine bağlıdır. Ayrıca sürtünme katsayısı hıza bağlıdır. Ancak çoğu zaman bu bağımlılık zayıf bir şekilde ifade edilir ve daha fazla ölçüm doğruluğu gerekmiyorsa "k" sabit kabul edilebilir.

İlk yaklaşım olarak kayma sürtünme kuvvetinin büyüklüğü aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir:

Nerede

Kayan sürtünme katsayısı,

Normal yer reaksiyon kuvveti.

Etkileşim fiziğine göre sürtünme genellikle ikiye ayrılır:

  • Kuru, etkileşim halindeki katılar herhangi bir ek katman/yağlayıcı madde ile ayrılmadığında, pratikte çok nadir görülen bir durumdur. Kuru sürtünmenin karakteristik bir özelliği, önemli bir statik sürtünme kuvvetinin varlığıdır.
  • Kuru yağlayıcı (grafit tozu) ile kurulayın
  • Sıvı, değişen kalınlıkta bir sıvı veya gaz (yağlayıcı) tabakası ile ayrılan cisimlerin etkileşimi sırasında - kural olarak, katı cisimler bir sıvıya daldırıldığında yuvarlanma sürtünmesi sırasında meydana gelir;
  • Temas alanı kuru ve sıvı sürtünme alanları içerdiğinde karışık;
  • Sınır, temas alanının farklı nitelikte katmanlar ve alanlar (oksit filmler, sıvı vb.) içerebildiği durumlarda kayma sürtünmesinin en yaygın durumudur.

Sürtünme etkileşimi bölgesinde meydana gelen fizikokimyasal süreçlerin karmaşıklığından dolayı sürtünme süreçleri temelde klasik mekanik yöntemleri kullanılarak tanımlanamaz.

Mekanik işlemler sırasında, her zaman, az ya da çok, mekanik hareketin maddenin diğer hareket biçimlerine (çoğunlukla termal hareket biçimine) dönüşümü olur. İkinci durumda cisimler arasındaki etkileşimlere sürtünme kuvvetleri denir.

Temas halindeki çeşitli cisimlerin (katıların üzerinde katılar, sıvı veya gazda katılar, gazda sıvı vb.) temas yüzeylerinin farklı durumlarıyla hareketi ile ilgili deneyler, temas eden cisimlerin göreceli hareketi sırasında sürtünme kuvvetlerinin ortaya çıktığını ve yönlendirildiğini göstermektedir. bağıl hız vektörüne karşı temas yüzeylerine teğet olarak. Bu durumda, etkileşen cisimlerin ısınması her zaman meydana gelir.

Sürtünme kuvvetleri, birbirine temas eden cisimler arasındaki göreceli hareketleri sırasında ortaya çıkan teğetsel etkileşimlerdir. Çeşitli cisimlerin göreceli hareketi sırasında ortaya çıkan sürtünme kuvvetlerine dış sürtünme kuvvetleri denir.

Sürtünme kuvvetleri aynı gövdenin parçalarının göreceli hareketi sırasında da ortaya çıkar. Aynı cismin katmanları arasındaki sürtünmeye iç sürtünme denir.

Gerçek hareketlerde her zaman daha büyük veya daha küçük sürtünme kuvvetleri ortaya çıkar. Bu nedenle, hareket denklemlerini hazırlarken, kesin olarak konuşursak, sürtünme kuvveti F tr'yi her zaman cisme etki eden kuvvetlerin sayısına dahil etmeliyiz.

Hareket sırasında ortaya çıkan sürtünme kuvveti bir dış kuvvet tarafından dengelendiğinde cisim düzgün ve doğrusal olarak hareket eder.

Bir cisme etki eden sürtünme kuvvetini ölçmek için, cismin ivmelenmeden hareket edebilmesi için uygulanması gereken kuvvetin ölçülmesi yeterlidir.

Sürtünme(sürtünme etkileşimi), cisimlerin göreceli hareketleri (yer değiştirme) sırasında veya bir cismin gazlı veya sıvı bir ortamda hareketi sırasında etkileşimi sürecidir.

Sürtünme süreçlerini inceleyen fizik dalına ne ad verilir? triboloji(sürtünme etkileşiminin mekaniği).

Sürtünme genellikle aşağıdakilere ayrılır:

  • kuru etkileşime giren katılar herhangi bir ek katman / yağlayıcı madde (katı yağlayıcılar dahil) ile ayrılmadığında - pratikte çok nadir görülen bir durumdur; kuru sürtünmenin karakteristik bir özelliği, önemli bir statik sürtünme kuvvetinin varlığıdır;
  • sınır temas alanı farklı yapıdaki katmanları ve alanları (oksit filmler, sıvı vb.) içerebildiğinde - en yaygın kayma sürtünmesi durumu;
  • sıvı Değişen kalınlıkta bir katı (grafit tozu), sıvı veya gaz (yağlayıcı) tabakası ile ayrılan cisimlerin etkileşimi sırasında meydana gelen (viskoz) - genellikle katı cisimler bir sıvıya daldırıldığında yuvarlanma sürtünmesi sırasında meydana gelir, büyüklüğü viskoz sürtünme, ortamın viskozitesi ile karakterize edilir;
  • karışık temas alanı kuru ve sıvı sürtünme alanları içerdiğinde;
  • elastohidrodinamik(viskoelastik), yağlayıcıdaki iç sürtünme kritik olduğunda. Göreceli hareket hızları arttığında ortaya çıkar.

Sürtünme kuvveti- bu, cisimlerin temas noktasında ortaya çıkan ve onların göreceli hareketini engelleyen bir kuvvettir.

Sürtünme kuvvetinin nedenleri:

  • temas eden yüzeylerin pürüzlülüğü;
  • bu yüzeylerin moleküllerinin karşılıklı çekiciliği.

Kayma sürtünmesi- temas eden/etkileşen cisimlerden birinin diğerine göre öteleme hareketi sırasında ortaya çıkan ve bu cisim üzerinde kayma yönünün tersi yönde etki eden bir kuvvet.

Yuvarlanma sürtünmesi– temas eden/etkileşen iki cisimden birinin diğerine göre yuvarlanması durumunda ortaya çıkan kuvvet momenti.

Statik sürtünme– Birbirine temas eden iki cisim arasında ortaya çıkan ve bağıl hareketin oluşmasını engelleyen kuvvet. Temas eden iki cismi birbirine göre hareket ettirmek için bu kuvvetin üstesinden gelinmesi gerekir.

Sürtünme kuvveti normal reaksiyon kuvvetiyle doğru orantılıdır, yani cisimlerin birbirine ve malzemelerine ne kadar sıkı bastırıldığına bağlıdır, dolayısıyla sürtünmenin temel özelliği sürtünme katsayısı etkileşimli gövdelerin yüzeylerinin yapıldığı malzemeler tarafından belirlenir.

Giymek- Sürtünme nedeniyle yüzey tabakasının tahrip olması (aşınması) nedeniyle bir ürünün yüzeyinin boyutunda, şeklinde, kütlesinde veya durumunda meydana gelen değişiklik.

Herhangi bir makinenin çalışmasına, parçalarının göreceli hareketi sırasında kaçınılmaz olarak sürtünme eşlik eder, bu nedenle aşınmayı tamamen ortadan kaldırmak mümkün değildir. Yüzeylerin doğrudan teması sırasındaki aşınma miktarı sürtünme kuvvetlerinin çalışmasıyla doğru orantılıdır.

Aşınmaya kısmen toz ve kir neden olur, bu nedenle ekipmanın, özellikle de sürtünme parçalarının temiz tutulması çok önemlidir.

Aşınma ve sürtünmeyle mücadele etmek için bazı metalleri daha dayanıklı olanlarla değiştirirler, sürtünme yüzeylerine termal ve kimyasal işlemler uygularlar, hassas mekanik işlemler uygularlar ve ayrıca metalleri çeşitli ikamelerle değiştirirler, tasarımı değiştirirler, yağlamayı geliştirirler (görünümü değiştirirler, yenilerini eklerler). katkı maddeleri) vb.

Makinelerde, katı yüzeylerin doğrudan kayma sürtünmesini önlemeye çalışırlar, bunun için bunları ya bir yağlayıcı tabakasıyla (sıvı sürtünmesi) ayırırlar ya da aralarına ek yuvarlanma elemanları (bilyalı ve makaralı rulmanlar) eklerler.

Makinelerin sürtünme parçalarının tasarımında temel kural, sürtünme çiftinin daha pahalı ve değiştirilmesi zor olan elemanının (şaft) daha sert ve aşınmaya daha dayanıklı bir malzemeden (sert çelik) yapılması ve daha basit, daha ucuz ve daha kolay değiştirilmesidir. parçalar (yatak kovanları) düşük sürtünme katsayısına sahip nispeten yumuşak malzemeden (bronz, babbitt) yapılmıştır.

Çoğu makine parçası tam olarak aşınma nedeniyle arızalanır, bu nedenle sürtünmeyi ve aşınmayı %5-10 oranında azaltmak bile olağanüstü önem taşıyan büyük tasarruflar sağlar.

Bağlantıların listesi

  1. Sürtünme // Vikipedi. – http://ru.wikipedia.org/wiki/Friction.
  2. Aşınma (teknik) // Wikipedia. – http://ru.wikipedia.org/wiki/Wear_(ekipman).
  3. Makinelerde sürtünme, makine mühendisliğinde sürtünme ve aşınma // Proje-Tekhnar. İlerici otomobil teknolojileri. – http://www.studiplom.ru/Technology/Trenie.html.

Kontrol için sorular

  1. Sürtünme nedir?
  2. Ne tür sürtünmeler var?
  3. Sürtünme kuvvetine ne sebep olur?
  4. Sürtünme etki eden kuvvetlere bağlı olarak nasıl sınıflandırılır?
  5. Aşınma nedir ve bununla nasıl başa çıkılır?
<

Eşyalarla dolu ağır bir dolabı hareket ettirmeye çalışırsanız, o zaman bir şekilde her şeyin o kadar basit olmadığı ve bir şeyin işleri düzene sokmanın iyi sebebine açıkça müdahale ettiği hemen anlaşılacaktır.

  • Ve hareketin önündeki engel bundan başka bir şey olmayacak sürtünme kuvveti işi yedinci sınıf fizik dersinde işlenen bir konudur.

Her adımda sürtünmeyle karşılaşıyoruz. Kelimenin en gerçek anlamıyla. Ayaklarımızı yüzeyde tutan sürtünme kuvvetleri olduğundan, sürtünme olmadan adım bile atamayız demek daha doğru olur.

Herhangi birimiz çok kaygan bir yüzeyde yürümenin ne olduğunu bilir - eğer bu sürece yürüyüş denilebilirse, buz üzerinde. Yani sürtünme kuvvetinin bariz avantajlarını hemen görüyoruz. Ancak sürtünme kuvvetlerinin yararlarından veya zararlarından bahsetmeden önce öncelikle fizikte sürtünme kuvvetinin ne olduğuna bakalım.

Fizikte sürtünme kuvveti ve çeşitleri

İki cismin temas ettiği noktada meydana gelen ve onların göreceli hareketini önleyen etkileşime sürtünme denir. Ve bu etkileşimi karakterize eden kuvvete sürtünme kuvveti denir.

  • Üç tür sürtünme vardır: kayma sürtünmesi, statik sürtünme ve yuvarlanma sürtünmesi.

Statik sürtünme

Bizim durumumuzda, dolabı hareket ettirmeye çalıştığımızda ofladık, ittik ve kızardık ama dolabı bir santim bile hareket ettirmedik. Kabini yerinde tutan şey nedir? Statik sürtünme kuvveti. Şimdi başka bir örnek: Elimizi bir not defterinin üzerine koyarsak ve onu masanın üzerinde hareket ettirirsek, o zaman defter, aynı statik sürtünme kuvveti tarafından tutulan elimizle birlikte hareket edecektir.

Statik sürtünme duvara çakılan çivileri tutar, ayakkabı bağlarının kendiliğinden çözülmesini önler ve ayrıca yanlışlıkla omuzlarımızı ona dayayarak aniden huzur içinde kestirmek için uzanan sevgili kedimizin üzerinden geçmememiz için dolabımızı yerinde tutar. ve dolapla duvar arasında sessiz.

Kayma sürtünmesi

Hadi meşhur dolabımıza geri dönelim. Sonunda tek başımıza taşıyamayacağımızı anladık ve komşularımızdan yardım istedik. Sonunda tüm yeri kaşıdıktan, terledikten, kediyi korkuttuktan sonra ama yine de dolaptan eşyaları boşaltmadan onu başka bir köşeye taşıdık.

Toz bulutları ve duvar kağıdıyla kaplı olmayan bir duvar parçası dışında ne bulduk? Statik sürtünme kuvvetini aşan bir kuvvet uyguladığımızda, kabin sadece yerinden hareket etmekle kalmadı, aynı zamanda (tabii ki bizim yardımımızla) ihtiyacımız olan yere doğru ilerlemeye devam etti. Ve onu hareket ettirmek için harcanması gereken çaba, tüm yolculuk boyunca yaklaşık olarak aynıydı.

  • Bu durumda engellendik. kayma sürtünme kuvveti. Statik sürtünme kuvveti gibi kayma sürtünme kuvveti de uygulanan kuvvetin tersi yönde yönlendirilir.

Yuvarlanma sürtünmesi

Bir cismin yüzey üzerinde kaymayıp yuvarlanması durumunda, temas noktasında ortaya çıkan sürtünmeye yuvarlanma sürtünmesi denir. Dönen tekerlek yola hafifçe bastırılır ve önünde aşılması gereken küçük bir tümsek oluşur. Yuvarlanma sürtünmesine neden olan şey budur.

Yol ne kadar sert olursa yuvarlanma sürtünmesi o kadar az olur. Bu nedenle otoyolda sürüş yapmak kumda sürüş yapmaktan çok daha kolaydır. Çoğu durumda, yuvarlanma sürtünmesi kayma sürtünmesinden önemli ölçüde daha azdır. Bu nedenle tekerlekler, rulmanlar vb. yaygın olarak kullanılmaktadır.

Sürtünme kuvvetlerinin nedenleri

Birinci yüzey pürüzlülüğüdür. Bu, döşeme tahtaları veya Dünya yüzeyi örneği kullanılarak iyi anlaşılmaktadır. Buz veya metal levhalarla kaplı bir çatı gibi daha pürüzsüz yüzeylerde pürüzlülük neredeyse görünmez, ancak bu onların olmadığı anlamına gelmez. Bu pürüz ve düzensizlikler birbirine yapışarak harekete engel olur.

İkinci sebep sürtünme cisimlerinin temas noktalarında etki eden moleküller arası bir çekimdir. Ancak ikinci neden esas olarak yalnızca çok iyi cilalanmış gövdelerde ortaya çıkar. Temel olarak sürtünme kuvvetlerinin ilk nedeni ile uğraşıyoruz. Ve bu durumda sürtünme kuvvetini azaltmak için sıklıkla yağlayıcı kullanılır.

  • Çoğu zaman sıvı olan bir yağlayıcı tabakası sürtünme yüzeylerini ayırır ve sürtünme kuvveti birkaç kat daha az olan sıvı katmanları birbirine sürtünür.

"Sürtünme Kuvveti" konulu kompozisyon

Yedinci sınıf fizik dersinde okul çocuklarına “Sürtünme Kuvveti” konulu bir makale yazma ödevi. Bu konuyla ilgili bir makale örneği şöyle olabilir:

“Diyelim ki tatilde büyükannemizi trenle ziyaret etmeye karar verdik. Ve tam bu sırada, hiçbir sebep yokken sürtünme kuvvetinin ortadan kaybolduğunu bilmiyorlar. Yer ile bacaklar arasında sürtünme kuvveti olmadığından uyanırız, yataktan kalkarız ve düşeriz.

Ayakkabılarımızı giymeye başlıyoruz ve sürtünme olmadığı için tutunmayan bağcıkları bağlayamıyoruz. Merdivenler genellikle zordur, asansör çalışmıyor - uzun süredir bodrumda. Kuyruk kemiğimle tüm adımları kesinlikle saydıktan ve bir şekilde durağa kadar sürünerek yeni bir sorun keşfettik: durakta tek bir otobüs durmadı.

Mucizevi bir şekilde trene bindik, ne kadar güzel olduğunu düşündük - burası iyi, daha az yakıt tüketiliyor, sürtünme kayıpları sıfıra düştüğü için oraya daha hızlı varacağız. Ancak sorun şu: Tekerlekler ile raylar arasında sürtünme kuvveti yok ve bu nedenle trenin hareket edebileceği hiçbir şey yok! Yani genel olarak sürtünme kuvveti olmadan büyükanneye gitmek bir şekilde kader değil.

Sürtünmenin yararları ve zararları

Elbette bu bir fantezi ve lirik basitleştirmelerle dolu. Hayatta her şey biraz farklıdır. Fakat aslında hayatta bize bir takım zorluklar yaratan sürtünme kuvvetinin bariz dezavantajları olmasına rağmen, sürtünme kuvvetleri olmasaydı çok daha fazla sorunun yaşanacağı aşikardır. Yani hem sürtünme kuvvetlerinin zararlarından hem de aynı sürtünme kuvvetlerinin faydalarından bahsetmemiz gerekiyor.

Sürtünme kuvvetlerinin yararlı yönlerine örnekler Yerde yürüyebildiğimizi, kumaştaki iplikler aynı sürtünme kuvvetleri sayesinde yerinde tutulduğu için elbiselerimizin dağılmadığını, buzlu bir yolda kum dökerek çekişi artırdığımızı söyleyebilirsiniz. Bir kazayı önlemek için.

Kuyu sürtünme kuvvetlerinden kaynaklanan zarar büyük yüklerin taşınması sorunu, sürtünme yüzeylerinin aşınması sorunu ve ayrıca sürekli bir hareket makinesi yaratmanın imkansızlığıdır, çünkü sürtünme nedeniyle herhangi bir hareket er ya da geç durur ve sürekli dış etki gerektirir.

İnsanlar uyum sağlamayı öğrendiler ve Sürtünme kuvvetlerini azaltın veya artırın, ihtiyaca bağlı olarak. Bunlara tekerlekler, yağlama, bileme ve çok daha fazlası dahildir. Pek çok örnek var ve kesin olarak şunu söylemenin imkansız olduğu açık: sürtünme iyi ya da kötü. Ama var ve bizim görevimiz onu insan yararına nasıl kullanacağımızı öğrenmek.

Çalışmalarınızda yardıma mı ihtiyacınız var?

Önceki konu: Yer çekimi ile vücut kütlesi arasındaki ilişki: bir dinamometre.
Sonraki konu:   Doğada, günlük yaşamda ve teknolojide sürtünme: daha da fazla ÖRNEK


Makaleyi beğendin mi? Arkadaşlarınızla paylaşın!