Glidande friktionskraft

Glidfriktionskraften  är kraften som uppstår mellan kropparna i kontakt med deras relativa rörelse.

Det har experimentellt fastställts att friktionskraften beror på kropparnas tryckkraft på varandra ( stödets reaktionskraft ), på gnidytornas material, på hastigheten för relativ rörelse, men beror inte på kontakten område [1] .

Värdet som kännetecknar gnidningsytorna kallas friktionskoefficient och betecknas vanligtvis med en latinsk bokstav eller en grekisk bokstav . Det beror på arten och kvaliteten på behandlingen av gnuggytor. Dessutom beror friktionskoefficienten på hastigheten. Men oftast är detta beroende svagt uttryckt, och om större mätnoggrannhet inte krävs kan det anses vara konstant. I den första approximationen kan storleken på glidfriktionskraften beräknas med formeln [1] :

 är glidfriktionskoefficienten ,

 är kraften av stödets normala reaktion .

Friktionskrafter kallas tangentiella interaktioner mellan kroppar i kontakt, som härrör från deras relativa rörelse.

Experiment med rörelse av olika kroppar i kontakt (fast i fast, fast i en vätska eller gas, vätska i en gas, etc.) med olika tillstånd av kontaktytorna visar att friktionskrafter uppstår under den relativa rörelsen av de kontaktande kropparna och är riktade mot den relativa hastighetsvektorn tangentiellt till kontaktytor. I detta fall, i större eller mindre utsträckning, omvandlas den mekaniska rörelsen alltid till andra former av rörelse av materia - oftast till en termisk form av rörelse, och de samverkande kropparna värms upp.

Oberoende från torget

Eftersom ingen kropp är helt platt, beror friktionskraften inte på kontaktområdet, och det verkliga kontaktområdet är mycket mindre än det observerade. Faktum är att kontaktområdet för till synes plana ytor kan vara inom gränserna för hela det imaginära kontaktområdet. [2] Och när det gäller ytor som är så jämna som möjligt, börjar intermolekylär attraktion uppträda.

Detta visas vanligtvis med ett exempel:

Två mjuka metallcylindrar är sammankopplade med plana delar, och kan sedan lätt slitas av. Därefter kopplas de två cylindrarna ihop och flyttas något i förhållande till varandra. I det här fallet gnider alla ytoregelbundenheter mot varandra och bildar den maximala kontaktytan: krafter av intermolekylär attraktion uppträder. Och efter att ha kopplat bort dessa två cylindrar blir det mycket svårt.

Typer av glidfriktion

Om det inte finns något flytande eller gasformigt skikt mellan kropparna ( smörjmedel ), kallas sådan friktion torr . Annars kallas friktionen "vätska". Ett karakteristiskt utmärkande drag för torr friktion är förekomsten av statisk friktion .

Enligt interaktionens fysik är glidfriktion vanligtvis indelad i:

• Torr, när de interagerar fasta ämnen separeras inte av några ytterligare lager / smörjmedel - ett mycket sällsynt fall i praktiken. Ett karakteristiskt utmärkande drag för torr friktion är närvaron av en betydande statisk friktionskraft;
• Torka med torr smörjning ( grafitpulver );
• Vätska, under växelverkan mellan kroppar separerade av ett lager av vätska eller gas (smörjmedel) av olika tjocklek - uppstår som regel under rullande friktion, när fasta kroppar är nedsänkta i en vätska;
• Blandat, när kontaktytan innehåller områden med torr och flytande friktion;
• Gräns, när kontaktytan kan innehålla lager och områden av olika natur (oxidfilmer, vätska, etc.) - det vanligaste fallet vid glidfriktion;

Det är också möjligt att klassificera friktion efter dess area. Friktionskrafter som uppstår från olika kroppars relativa rörelse kallas externa friktionskrafter. Friktionskrafter uppstår också under den relativa rörelsen av delar av samma kropp. Friktion mellan lager av samma kropp kallas intern friktion.

Dimension

På grund av komplexiteten hos fysikaliska och kemiska processer som förekommer i friktionsinteraktionszonen, kan friktionsprocesser i princip inte beskrivas med den klassiska mekanikens metoder. Därför finns det ingen exakt formel för friktionskoefficienten. Dess utvärdering är baserad på empiriska data: eftersom kroppen enligt Newtons första lag rör sig likformigt och rätlinjigt, när en yttre kraft balanserar friktionskraften som uppstår under rörelsen, räcker det för att mäta friktionskraften som verkar på kroppen. att mäta kraften som måste appliceras på kroppen så att den rör sig utan acceleration.

Tabell över glidfriktionskoefficienter

Tabellvärdena är hämtade från referensboken om fysik [3]

Anteckningar

1. ↑ 1 2 Bilimovich B. F. Mekanikens lagar i tekniken. - M., Upplysning , 1975. - Upplaga 80 000 exemplar. - Med. 58
2. ↑ Friktionskraften . ZFTSH, MIPT. Hämtad 14 februari 2019. Arkiverad från originalet 13 februari 2019. (ryska)
3. ↑ Enohovich A. S. Handbook of Physics. - Upplysningen, 1978. - S. 85. - 416 sid.