Надо Знать

добавить знаний



Сила трения



План:


Введение

Сила трения в физике - это непотенциального сила, которая противодействует двигательные физического тела, рассеивая его механическую энергию в тепло.

По ГОСТ 2823-94 [1] сила трения - сила, что оказывает сопротивление относительному перемещению одного тела по поверхности другого под действием внешней силы, и которая направлена ​​тангенциально к общей границе между этими телами.


1. Свойства

По своей физической природе сила трения относится к электростатических сил и не является фундаментальным типом взаимодействия. В микроскопическом мире силы трения нет. Сила трения возникает лишь в макроскопических системах, где в результате хаотического движения атомов происходит необратимый процесс рассеяния энергии макроскопического движения составляющих системы в энергию микроскопического движения атомов и молекул.

Сила трения всегда направлена ​​против вектора скорости. Сила трения не относится к потенциальных сил.

Когда тело движется в газе или жидкости, сила трения пропорциональна скорости, при больших скоростях - квадрату скорости.

Изучением процессов трения занимается раздел физики, который называется механикой фрикционного взаимодействия, или трибологии ( англ. tribology ).


2. Закон Амонтон - Кулона

Основной характеристикой трения является коэффициент трения \ Mu , Который определяется веществами, из которых изготовлены поверхности взаимодействующих тел.

В простейших случаях сила трения F и нормальную нагрузку (или сила нормальной реакции) N_ {normal} связаны неравенством:

| F | \ leqslant \ mu {N_ {normal}}

которая превращается в равенство только при наличии относительного движения. Это соотношение называется законом Амонтон - Кулона.


3. Сила трения скольжения

Схема действия сил при трении скольжения: W - сила тяжести, N - нормальная сила реакции опоры, F - приложенная сила, что заставляет тело скользить по поверхности, F f - сила трения скольжения.

Итак, как предельный случай закона Амонтон-Кулона (см. выше), когда тело передвигается на поверхности другого тела, сила трения пропорциональна силе реакции опоры N с коэффициентом пропорциональности μ, который называется коэффициентом трения :

F = \ mu N .

В технике в зависимости от условий смазки трение скольжения разделяют на:

  • сухое, когда взаимодействующие твердые тела не разделены никакими дополнительными слоями смазки. В технике встречается редко. Характерная особенность сухого трения - наличие значительной силы трения покоя;
  • жидкостное (вязкое), при взаимодействии тел, разделенных слоем твердого тела (порошком графита), жидкости или газа (смазочного материала). Встречается в гидростатических или гидродинамических опорах. Сила жидкостного трения зависит только от свойств масла и толщины его слоя, а не от свойств поверхности;
  • смешанное, когда область контакта содержит участки сухого и жидкостного трения;
  • предельное, когда в зоне контакта могут содержаться слои и участки различной природы (окисные пленки, жидкость и т. д.) - напоширениший случай при трении скольжения.

В связи со сложностью течения физико-химических процессов, в зоне фрикционной взаимодействия, процессы трения принципиально не поддаются описанию методами классической механики.


4. Сила трения качения

Подробнее в статье Трение качения

Трение качения - сопротивление движению, возникающее при перекатывании тела друг по другу. Проявляется, например, между элементами подшипников качения, между шиной колеса автомобиля и дорожным полотном.

F_t = \ frac f R \ cdot N \,

где

  • F_t - Сила трения качения;
  • f - коэффициент трения качения, единицы измерения метр;
  • R - радиус тела качения;
  • N - прижимная сила тела к поверхности.

5. Сила трения покоя

Максимальная сила трения покоя прямо пропорциональна силы нормального давления. Сила трения покоя препятствует начальные движения тела. С другой стороны, сила трения покоя может привести ускоренное движение тела после начала движения.

См.. также

Примечания

  1. ДСТУ 2823-94 Износостойкость изделий трения, изнашивания и смазки. Термины и определения.

Источники

  • Теория механизмов и машин / А. С. Кореняко; Под ред. М. К. Афанасьева. - К.: Вища шк. Главное изд-во, 1987. - 206 с.

код для вставки
Данный текст может содержать ошибки.

скачать

© Надо Знать
написать нам