Kitkavoima - määritelmä, kaava, lajit, miten löytää?

Kitkavoima: määrä, suunta

Kitkan voima, kirjat kirjaimellisesti joka toinen sekunti. Joka kerta kun vuorovaikutuksessa minkä tahansa pinnan kanssa - Mene asfaltille, istu tuolilla, juo teetä kupista - kitkavoimat toimivat sinuun.

Kitka - Tämä on vuorovaikutus tasossa, jossa koskettaa kahta pintaa.

Kääntää kitkaa matematiikan kielelle, käsite otetaan käyttöön kitkavoima .

Kitkavoima - Tämä on arvo, joka luonnehtii kitkaprosessia suuruusluokassa ja suunnassa.

Kitkavoima mitataan sekä kaikki voimat - Newtonissa.

Kitkavoima syntyy kahdesta syystä:

  • Erilaiset karheus, naarmut ja muut "puutteet". Nämä puutteet satuttivat toisiaan ottaessasi yhteyttä ja luodaan voima, joka hidastaa liikkua.
  • Kun kosketuspinnat ovat käytännöllisesti katsoen sileitä (ennen ihantaa, on mahdotonta tuoda, mutta pyrkii siihen - se tarkoittaa pyrkimystä kitkavoimaan nollaan), sitten niiden välinen etäisyys muuttuu vähäiseksi. Tällöin tapahtuu näiden pintojen aineen molekyylien keskinäinen vetovoima. Vetovoima johtuu atomien sähköisten maksujen välisestä vuorovaikutuksesta. Tältä osin voit usein kuulla sanamuodon "kitkan voima on sähkömagneettisen luonteen voima"

Kitkavoima kohdistuu aina kehon nopeudella. Tältä osin kaikki on yksinkertaista, mutta aina on kysymys:

Jossa kitkavoima on kiinnitetty

Tehtävissä, jotain sellaista, kuten jotain: "Pöytä pinta on täysin sileä." Tämä tarkoittaa, että tässä tehtävässä ei ole kitkaa voimaa. Kyllä, todellisessa elämässä on mahdotonta, mutta kauniin matemaattisen mallin nimissä kitka on usein laiminlyöty.

Älä huoli tämän epäoikeudenmukaisuuden vuoksi ja yksinkertaisesti ratkaise tehtävät ilman kitkaa, jos näimme lauseen "sileä pinta".

Kuiva ja viskoosi kitkaa

On erittäin suuri ero yhteyden kanssa veden kanssa uima-altaassa uinnin aikana ja yhteyden asfaltin ja pyörän pyörien välillä.

Uimapaikassa käsitellään viskoosista kitkaa - resistenssin ilmiötä, kun ajetaan kiinteää nestettä tai ilmaa. Taso on myös viskoosinen kitka ja voitti ylimielisen kyyhkyset pihalta.

Kuiva kitka on kuitenkin resistenssin ilmiö, joka koskettaa kahta kiinteää ainetta. Esimerkiksi, jos koulupoika makaa tuolilla tai elokuvan konna kädet - se on kuiva kitka.

Ja jos konna on puhdas ja hieroo kätensä, kiinnittää antiseptiset heille?

Sitten tämä viskoosi kitka huolimatta siitä, että kädet ovat kiinteitä. Tällöin on märkä kerros.

Fysiikan koulukurssin viskoosi kitkaa ei katsota yksityiskohtaisesti, mutta kuiva - purkaa pitkin ja yli. Kuivalla kitkalla on myös lajikkeita, puhutaan niistä.

Levätä kitka

Jos päätät siirtää kuorma paikan päällä, on epätodennäköistä, että onnistut. Ei, että emme usko sinuun - on helppo tehdä tämä johtuu siitä, että henkilön massa on monta kertaa vähemmän kuin kuorma-auton massa, ja kitkavoima estää sen. Maailma on julma, mitä täällä tehdä.

Siinä tapauksessa, kun kitkavoima on, mutta keho ei siirry paikasta, käsittelemme Lepopäällä.

Rauhan kitkan vahvuus on yhtä suuri kuin työntövoiman voima. Jos esimerkiksi yrität siirtää kohtauksen, toimivat heitä vetovoima 10 N, niin kitkavoima on 10 N.

Kitkan lepoavuus

FTR = Flyagi

FTR - Slip Friction Force [H]

Koput - Hinta Strium [H]

Hieman käytäntö!

Tehtävä

Löydä loput kitkan voima keholle, johon vetovoima on 4 N.

Päätös:

Keho lepää, se tarkoittaa sitä

FTR = Flyads = 4n

Vastaus: Kopiovoima on 4 N.

Vielä enemmän käytäntöjä on Skysmart lasten koulussa. Sen sijaan, että tylsää kappaletta, lapsi odottaa vuorovaikutteisia harjoituksia Instant Automatic Check- ja Online-aluksella, jossa voit piirtää ja piirtää opettajan kanssa.

Kirjoita lapsi Fysiikan ilmaiseen esittelyyn liittyvään oppituntiin niin, että hän tekee ystäviä fysiikan kanssa eikä pelännyt koulun hallintaa.

Liukuva kitka

Ja nyt liukuu luisteluun. Rata on riittävän sileä, mutta kuten olemme jo löytäneet, kitkavoima on edelleen läsnä ja lasketaan kaavalla:

Slip Kitkavoima

FTR = μN.

FTR - Slip Friction Force [H]

μ - kitkakerroin [-]

N - Reaktiotuen teho [H]

Tämän kaavan saamme kitkavoima on mahdollisimman suuri - eli ei ole enää missään tapauksessa.

Virtareaktiotuki - Tämä on voima, jolla tuki toimii kehossa. Se on numeerisesti yhtä suuri kuin normaalipaine ja on vastakkaiseen suuntaan.

Virtareaktiotuki

Normaalipaine on sama kuin ruumiinpaino?

Ei oikeastaan. Normaalin paineen voima on aina pinnalle nähden kohtisuorassa (normaali - kohtisuorassa pinnalle). Paino ei välttämättä ole kohtisuorassa pinnalle.

Osana kouluvuotta paino on aina kohtisuorassa pinnalle nähden Siksi tuen reaktion teho voi olla yhtä suuri kuin paino.

Lue lisää ruumiinpainosta artikkelissamme

Lisäksi, jos runko on horisontaalisessa pinnalla, tuen reaktiovoima on yhtä suuri kuin painovoima: n = mg.

Kitkakerroin - Tämä on pintaominaisuus. Se määritetään kokeellisesti, ei ole ulottuvuutta ja osoittaa, kuinka paljon pinta on sileä - mitä enemmän kerroin, enemmän jäähdytin pinta. Kitkakerroin on positiivinen ja useimmiten vähemmän kuin yksi.

Me olemme valppaita!

Kaavasta ei noudateta kitkavoiman riippuvuutta kosketusalueella. Jos esimerkiksi laitat baarin toiselle puolelle ja vedä pöydälle ja käännä sitten toiseen, ei ole yhtä suuri alue ja tee sama asia - kitkavoima ei muutu.

Tehtävä 1.

Pöydällä sijaitsevan kissan massa on 5 kg. Kitkakerroin μ = 0,2. Kissa on kiinnitetty ulkoiseen voimaan, joka on 2,5 N. Millaista kitkaa se tapahtuu?

Päätös:

Tämän tehtävän perusteella on mahdotonta ymmärtää, kissamme liikkuu tai ei. Päätös siitä, onko meillä yhtä suuri kuin työntövoiman vahvuus, on mahdotonta hyväksyä välittömästi. Tällaisissa tapauksissa sinun on vielä laskettava kaavan mukaan:

F = μn.

Koska kissa on horisontaalisessa pinnalla, tässä tapauksessa tuen reaktiovoima on yhtä suuri kuin painovoiman voima: n = mg.

F = μmg = 0,2 * 5 * 10 = 10n

Meillä on suurin mahdollinen kitkavoima. Ulkoinen voima tehtävän kunto on pienempi kuin suurin. Tämä tarkoittaa, että kissa on yksin. Kitkavoima tasapainottaa ulkoisen voiman. Näin ollen se vastaa 2,5n.

Vastaus: On olemassa kitkavoima 2,5 n

Tehtävä 2.

Badger liukuu vaakasuoran tason varrella. Etsi kitkakerroin, jos kitkavoima on 5 tuntia ja kehon paineen voima kone - 20 N.

Päätös:

Tässä tehtävässä tiedämme, että Barcuchk dioja. Joten sinun on käytettävä kaavaa:

FTR = μN.

Koska Badger sijaitsee horisontaalisessa pinnalla, tuen tukivoima tässä tapauksessa on yhtä suuri kuin paineen paine tasossa: n = fd.

FTR = μFD

Ilmaise kitkakerroin:

μ = ftr / fd = 5/20 = 0,25

Vastaus: Kitkakerroin on 0,25

Tehtävä 3.

Isoäidin villakoira, joka painaa 5 kiloa liukuvat vaakasuoraa pintaa. Slip Friction Force on 20 N. Etsi kitkavoima, jos villakoira menettää suuresti, ja sen massa laskee kahdesti ja kitkakerroin pysyy ennallaan.

Päätös:

Tässä tehtävässä tiedämme, että villakoira liukuu. Joten sinun on käytettävä kaavaa:

FTR = μN.

Koska villakoira on horisontaalisessa pinnalla, tuen reaktiovoima tässä tapauksessa on yhtä suuri kuin painovoiman voima: n = mg.

FTR = μmg.

Ilmaise kitkakerroin:

μ = FTR / MG = 20/5 * 10 = 0,4

Nyt lasketaan kitkan voima, alle kaksi kertaa:

Formula: maanpinnan voima

Vastaus: Kitkavoima on 10 N.

Tehtävä 4.

Opiskelija teki kokeilun, jolla tutkitaan liukuva kitkavoimaa siirtämällä baaria kuormituksella tasaisesti vaakasuoralla pinnoilla käyttämällä dynamometriä.

Lamingilla lastilla

Taulukossa esitetään palkin massan kokeelliset mittaukset kokeellisten mittausten kokeellisten mittausten tulosten massa, palkin ja pinnan S ja levitetyn voiman F pinta-ala.

Mikä on fysiikan kitkan voima

Määritelmä

Kitkavoimaa kutsutaan voimaksi, joka ilmenee liikkumisen aikana, kun kaksi kappaletta on kosketus ja jolla on vastustuskyky tämän liikkeen (aina suunnattu vastakkaiseen liikkumiseen).

Mitä suurempi on kahden kehon välisen kitkan voiman arvo, sitä vaikeampi siirtää ne suhteessa toisiinsa. Esimerkki

Esimerkki voi olla pahvilaatikko, joka painaa 20 kilogrammaa, joka liikkuu asunnon ympärillä. Laatikon ja laminaatin välinen kitkavoima samassa huoneessa on paljon pienempi kuin laatikon ja maton välillä, jossa on pitkä kasa toiselle. Ensimmäisessä tapauksessa laatikon siirtäminen on melko helppoa, toisessa vaikeassa.

Varoitus! Jos opettaja havaitsee plagiointia työssä, ei välttää suuria ongelmia (vähennysten enintään). Jos sinulla ei ole mahdollisuutta kirjoittaa itseäsi, tilata täällä.

Kaksi kappaletta kitka toisistaan, heillä on Newtonin kolmannen lainsäädännön toiminta. Ensimmäisessä esineessä toimiva kitkavoima on yhtä suuri kuin kitkavoiman arvo, joka vaikuttaa toiseen kohteeseen. Mutta kahdella näistä vahvuuksista on täsmällinen päinvastainen suunta.

Mitä mitataan

Kitkan fyysinen luonne koostuu atomien ja molekyylien vuorovaikutuksesta, jotka joutuvat kosketuksiin toistensa kanssa.

Fysiikassa on tavanomaista allekirjoittaa suuren latinalaisen kirjaimen F: n kitkan vahvuus tr: f Tr. .

Tämän fyysisen arvon mittaaminen suoritetaan Newtonissa (H).

Tyypit kitkavoimat esimerkit

Liikkeen luonteesta ja pintojen tyypistä vuorovaikutuksessa toistensa kanssa on erotettu useita kitkan käsitteiden luokituksia.

Toiminnan suuntaan

Kilpailujen liikkumisen luonteella kitkavoimat erotetaan:

  1. Levätä . Se on aina nolla-arvo ja tapahtuu, kun kaksi kappaletta kosketetaan, jotka ovat levossa suhteessa toisiinsa.
  2. Lipsahdus . Tämä on klassinen kitkan tyyppi, joka ilmenee, kun kaksi kappaletta liukuvat toisiinsa nähden. Tämän arvon arvo riippuu ruumiinpainosta (suurempi massan, suurempi kitkavoima) ja pinnan luonne (liukuu jäällä / liukumalla maahan).
  3. Valssaus . Tämä voima näkyy, kun yksi kohde liikkuu toisen (auton tien päällä). Kiitos, että kitkavoima, kun valssaus on joskus vähemmän verrattuna kitkan voimaan liukumäki, esi-isiemme ja keksit yhden ihmiskunnan tärkeimmistä keksinnöistä - pyörä.
  4. Todentaminen . Tämäntyyppinen voima näkyy, kun yksi runko pyörii toisen pinnan päälle.

Vuorovaikutteisten pintojen tyypin mukaan

Kitka itse on myös muutamia lajeja:

  1. Kuiva. Se tapahtuu, kun kiinteitä pintojen ystävää on kosketus.
  2. Viskoosi (neste). Se tapahtuu, kun kiinteä aine koskettaa nestettä tai kaasua. Pääsääntöisesti viskoosisen kitkan vahvuus on paljon vähemmän kuivaa kitkaa.
  3. Sekoitettu. Se näkyy kiinteiden aineiden tiukkojen pintojen välillä, joiden välillä voiteluaintikerros sijaitsee.

Sisäinen ja ulkoinen kitkaa

Kitka tapahtuu:

Ulkoinen tapahtuu, kun kiinteät kappaleet tulevat. Sisäinen ilmenee kaasun tai nesteiden vuorovaikutuksessa. Yhden kehon sisällä kerrokset siirtymää suhteessa toisiinsa.

Kitkakerroin

Kitkavoiman laskemiseksi on välttämätöntä tietää kitkakerroin (K), joka riippuu pintamateriaalista eikä sillä ole mittayksiköitä SI-järjestelmässä.

Kitkakerroin on jatkuva fyysinen määrä, jonka arvo kaikenlaisia ​​elimiä voidaan tunnistaa taulukosta.

Kitkakerroin

Formulas kitkavoiman laskemiseksi

Keholle sijaitsee vaakasuoralla pinnalla Kitkavoiman laskeminen valmistetaan kaava:

\ (F_TR = k \ Times N \)

Jossa K on kitkakerroin ja n on tukireaktion voima.

Kitkavoiman laskentakaavasta on selvää, että kitkakertoimen lisäksi on tarpeen tietää tukireaktion (N) voima, joka on yhtä suuri kuin painovoiman teho ja riippuu ruumiinpainosta ( M) ja nopeuttaa vapaata syksyä (G):

\ (N = m \ tes g \)

Kun ajetaan kehoa Kaltevalla pinnalla Kaava kitkavoiman löytämiseksi on monimutkainen:

\ (F = K \ TIKES M \ TIMES G \ TIMES \ COS \ Alpha \)

Missä \ (\ ch alpha \) - Tämä on syntyneen kolmioon hypotenneugen luokan suhde.

Kalkuja kaltevalla pinnalla

Riippuen kitkavoiman löytämisen olosuhteista, on tarpeen valita yksi edellä mainituista kaavoista.

Aikataulu injektiovoiman riippuvuudesta vetovoimasta

Aikataulu injektiovoiman riippuvuudesta vetovoimasta
  • Kitkavoiman määrittäminen
  • Tyypit kitkavoimat
  • Kuinka löytää kitkavoimaa?
  • Kitkavoiman kaava
  • Suositeltu kirjallisuus ja hyödylliset linkit
  • Kitkavoima, video
  • Kitkavoima syntyy kahden fyysisen ruumiin pintojen kosketuksesta, jotka ovat liikkeessä toisiaan kohti. Kitkan teoria, koska mieli oli huolissaan ihmiskunnan mielestä, muinaiset insinöörit: Egyptin pyramidien rakentajat, Stonehenge Englannissa tai salaperäisissä stonesorms pääsiäisen saarella, kaikki (samoin kuin heidän nykyaikaiset kollegat) ratkaisivat lentävän ongelman kitka ja miten minimoida se. Loppujen lopuksi kitkavoimat vaikeuttavat raskaita kuormituksia maahan (samat kivet pyramidien tai Stonehenge) ja helpottamaan tätä tehtävää, kaukaiset esi-isiemme on keksitty niin käyttökelpoinen keksintö pyöräksi ja monia muita tärkeitä löytöjä on tehty. Meidän artikkelissamme tarkastelemme kitkan voimakkuutta fyysisessä näkökohdassa, analysoimme, miten se toimii niillä tai muilla elimillä, jotka ovat sen tyyppisiä ja kaavoja laskettaessa.

    Kitkavoiman määrittäminen

    Mikä on kitkavoima? Klassinen määritelmä kuulostaa tältä: kitkavoima on voima ilmenee, kun kaksi kappaletta otetaan yhteyttä liikkeen aikana ja estäen tämän hyvin liikkeen. Toisin sanoen, mitä kitkavoimaa kehojen välillä vaikeampi on siirtää ne suhteessa toisiinsa. Mitä tulee kitkan fyysiseen luonteeseen, se näkyy atomien ja kehon molekyylien välisen vuorovaikutuksen seurauksena toistensa kanssa.

    On myös syytä huomata, että kahden elimen kitkalla kolmas Newtonin lainsäädäntö toimii heille: ensimmäisessä elimessä (elintä A) toimii kitkan voima, joka toimii toisella elimellä (b), Vain moduuli on päinvastainen suunta.

    kitka

    Tässä kuvassa jääkaapissa oleva kitkavoima on yhtä suuri kuin lattialla toimivan kitkan voimaa, mutta nämä voimat ohjataan vastakkaisille puolille.

    Tyypit kitkavoimat

    Riippuen elinten liikkeen luonteesta tällaiset kitkavoimat erotetaan:

    • Levätä. Lepojen kitkavoima tapahtuu, kun kaksi kappaletta tulevat, jotka eivät kuitenkaan siirry suhteessa toisiinsa ja on nolla.
    • Lipsahdus. Slip Kitkavoima on kaikkein klassinen kitkan toiminta, ilmenee, kun liukuvat elimet suhteessa toisiinsa. Se vaikuttaa sen suuruuteen (kuin se on enemmän, sitä enemmän kitkavoimaa), pinnan luonne (tietenkin, kun kitkan vahvuus on monta kertaa vähemmän kuin kun liukuu maahan).
    • Rolling. Rolling kitkavoima näkyy, kun yksi runko rullaa toisen pinnan päälle, esimerkiksi pyörällä tai autolla. Rolling, kitkavoima on paljon pienempi kuin liukuessa. Tämä on kokenut, empiirisesti perustettu vielä ne kaukaiset esi-isät, jotka keksivät pyörän - suurin keksintö tieteen ja teknologian historiassa.
    • Kaivaa. Käännän kitkavoima ilmenee, kun yksittäinen runko pyöritetään toisen pinnan päälle.
    Tyypit kitkavoimat

    Kuten itse kitka, se tapahtuu myös muutaman lajin:

    • Kuiva - ilmenee kiinteiden pintojen kosketukseen.
    • Viskoosinen, myös samanlainen kitkaa kutsutaan nesteeksi, ilmestyy, kun otat yhteyttä kiinteään nesteen tai kaasun kanssa. Esimerkiksi viskoosi (nestemäinen) kitka levitetään alukseen, joka on kelluva vedessä ja veden pinnalla. Viskoosisen kitkan voima on tavallisesti paljon vähemmän kuivaa kitkaa.
    • Sekoitetaan, kun on voiteluaine kerros pintojen välillä, jotka tulevat kosketuksiin.

    Mielenkiintoinen tosiasia: Constantinopolin piirityksessä vuonna 1453, turkkilaisia, jotta erityinen ketju, joka estää polun turkkilaisille aluksiksi Golden Horn Bay veti ne maahan. Ja kitkan lujuuden vähentämiseksi, kun siirrät suuria raskaita sota-aluksia, jotka oli valmistettu puurakenteista, jotka olivat runsaasti liha. Näin ollen voiteluaineen ja sekoitettujen kitkan vuoksi, jonka vahvuus on paljon vähemmän kuin kitkakuiva, turkkilaiset onnistuneesti sisälsivät aikomuksensa, mikä tuo mukanantajien puolustajat aitoon sekaannukseen.

    Sultan Mehmed II valvoo alustensa kuljetusta

    Sultan Mehmed II noudattaa aluksilleen kuljetusta.

    Kuten näette, fysiikan ja mekaniikan lainsäädännön tuntemus useammin kuin kerran eikä kaksi löysi käytännön suoritusmuotoa todellisessa elämässä.

    Mutta takaisin historiasta jälleen fysiikkaan, kitka jakautuu myös ulkoiseen ja sisäiseen. Ulkoinen kitka on ominaista yksinomaan kiinteiden elinten vuorovaikutukselle. Sisäisellä kitkalle on ominaista viskositeetti ja esiintyy nesteiden tai kaasujen vuorovaikutuksessa ja tällainen vuorovaikutus voi tapahtua ehdollisesti yhden rungon sisällä. Esimerkiksi maailmanmerien vesillä on erilaisia ​​virtoja, joissa on kylmempi tai lämpimämpi vesi näiden virtojen vuorovaikutuksessa niiden välillä ja sisäinen kitkaa ilmenee.

    Kuinka löytää kitkavoimaa?

    Kitkavoiman laskemiseksi sinun on tiedettävä kitkakerroin K, joka riippuu pinnan luonteesta. Kitkakerroin on vakioarvo ja sen arvo voidaan saada erityisestä taulukosta.

    kitkakerroin

    Kitkakerroin lisäksi on välttämätöntä tietää tukireaktion N voima, joka on lähinnä painovoiman teho (painovoima) riippuen kehon massaan (M) ja nopeuttaa vapaata syksyä . Sen kaavalla on seuraava lomake:

    N = m * g

    Jossa m on kehon massa, ja G on vapaan syksyn kiihtyvyys, tämä on vakioarvo 9,8 m / s 2.

    Kitkavoiman kaava

    Kitkavoima lasketaan tuen N ja kitkakerroin K. reaktiolla. Kitkavoiman kaavalla on seuraava lomake:

    F. Tr. = K * n.

    Joissakin kaavoissa kitkakerroin K on merkitty symboli μ.

    Edellä olevat laskelmat ovat voimassa yksinkertaisimmassa tapauksessa, kun keho sijaitsee tiukasti vaakasuoralla pinnalla.

    kitkavoima vaakasuoralla pinnalla

    Jos liike tapahtuu kaltevalla tasolla, kitkavoiman laskelmat ovat jonkin verran monimutkaisempia. Keho, kuten aikaisemmin, toimii painovoiman voimasta ja pintatuen reaktiosta, mutta ei yhteen suuntaan.

    kitkavoima kaltevalla pinnalla

    Siten kehon kitkavoima kaava, joka liikkuu kaltevaa pintaa pitkin, on seuraava muoto:

    F. Tr. = K * m * g * cosα.

    Jossa K on kitkakerroin, m - ruumiinpaino, g gravitaatiovakio (muista, että se on 9,8 m / s 2), Cosα on kulman vieressä olevan kategorian suhde kolmion hypotenuzeen (Cosine).

    Kitkan kaava

    Kaltevien pintojen kitkavoiman määrittämisessä fysiikan ja geometrian välinen yhteys ilmenee selvästi.

    Suositeltu kirjallisuus ja hyödylliset linkit

    • Kitkavoima. ZftSh, Miittiö. Kynttiläpäivä 14. helmikuuta 2019.
    • Yenohovich A. S. Fysiikan käsikirja. - valaistuminen, 1978. - P. 85. - 416 s.
    • Zaitsev A. K. Kopioiden, kulumisen ja voitelujen opetuksen perusteet. Osa 1. Koneiden kitka. Teoria, laakereiden laskenta ja suunnittelu ja liukuvat piikkejä. Mashgiz. M.-L. - 1947. 256 s.
    • Bowden F. P., Tabor D. Kiinteiden kitkan ja voitelu. Oxford University Press, 2001.person Bo N. J. J. J. J. J. J. J. J. J. J. J. J.: Liukuva kitka. Fyysiset periaatteet ja sovellukset. Springer, 2002.
    • Popov V. L. Kontaktmechanik und Reibung. Ein Lehr- und AnwendungsBuch von der Nanotribologie Bis Zur Numerischen Simulointi, Springer, 2009.
    • Rabinowicz E. Kitka ja materiaalien kuluminen. Wiley-Interscience, 1995.

    Kitkavoima, video

    Ja koulutusvideon lopussa artikkelissamme.

    Kirjoittaja: Lehden päätoimittaja Pavel Chaika

    Artikkelin kirjoittaessasi yrittäessään tehdä siitä mielenkiintoisin, hyödyllinen ja laadukas. Olisin kiitollinen palautteesta ja rakentavasta kritiikistä artikkelin huomautuksen muodossa. Myös toiveesi / kysymys / tarjous voi kirjoittaa postille [email protected] tai Facebook, kunnioittavasti, kirjailija.

    Kitka - niiden suhteellisen liikkeen (siirtyminen) vuorovaikutusprosessi tai kun runko siirtyy kaasumaisessa tai nestemäisessä väliaineessa. Eri tavalla Kitka-vuorovaikutus (eng. Kitka. ). Kitkaprosessien tutkimus harjoittaa fysiikan osaa, jota kutsutaan kitkan vuorovaikutuksen tai tribologian mekaniikkaan.

    Taajuus on pääasiassa sähköinen luonne edellyttäen, että aine on normaalissa kunnossa. Suprajohtavassa tilassa kriittisestä lämpötilasta kitkan tärkein "lähde" ​​on fononit, ja kitkakerroin voi laskea useita kertoja. [LINK 1] .

    Kitkavoima

    Näkymät

    Niiden vuorovaikutuksesta johtuvien kahden kontaktivoiman suhteellisen liikkeen suhteellisen liikkeen läsnä ollessa jaetaan:

    • Liukuva kitka - Voima, joka syntyy jonkin kosketus- / vuorovaikutteisen ruumiin suhteessa toiseen ja toimii tällä elimellä dian suuntaan vastakkaiseen suuntaan.
    • Kitka - voimat, jotka johtuvat yhdestä kahdesta kontakteista / vuorovaikutteisesta kappaleesta suhteessa toiseen.
    • Levätä kitka - kahden kontaktielimen välinen voimakkuus ja suhteellisen liikkeen esiintyminen. Tämä voima on voitettava, jotta voidaan tuoda kaksi yhteyttä toisiinsa suhteessa toisiinsa. Se esiintyy microwits (esimerkiksi muodonmuutoksen aikana) kosketuskappaleissa. Se toimii vastakkaiseen suuntaan mahdollisen suhteellisen liikkeen suuntaan.

    Yhteisvaikutuksen fysiikassa kitkaa on jaettava:

    • Kuiva Kun kiinteiden elinten vuorovaikutusta ei ole erotettu millä tahansa ylimääräisillä kerroksilla / voiteluaineilla (mukaan lukien kiinteät voiteluaineet) - käytännössä hyvin harvinainen tapaus. Kuivan kitkan ominaispiirre on lepoaikan merkittävä voima;
    • Raja Kun kosketusalue voi sisältää erilaisia ​​kerroksia ja osia (oksidikalvoja, nestettä ja niin edelleen) - yleisin tapaus liukuvan kitkan avulla.
    • Sekoitettu Kun kosketusalue sisältää kuivan ja nestemäisen kitkan osia;
    • nestemäinen (viskoos) , erikseen erilaisten paksuuden (grafiittijauhe) kerros (voitelu), joka on erotettu erilaisista paksuudesta (grafiittijauheen), vuorovaikutuksella Arvolle on ominaista väliaineen viskositeetti;
    • Elastohydrodynaaminen Kun voiteluaineiden sisäinen kitka on ratkaisevan tärkeää. Se esiintyy liikkeen suhteellisten nopeuksien kasvaessa.

    Kitkapitoisuudessa esiintyvien fysikaalis-kemiallisten prosessien monimutkaisuuden vuoksi kitkaprosesseja ei ole pohjimmiltaan kuvaus klassisen mekaniikan menetelmien avulla.

    Amonton Law - Cool

    Kitkan tärkein ominaisuus on kitkakerroin MU.joka määräytyy materiaaleilla, joista vuorovaikutteisten elinten pinnat tehdään.

    Yksinkertaisimmissa tapauksissa kitkan voima F.ja normaali kuormitus (tai teho Normaali Reaktio) N_ {normaali}liittyvät eriarvoisuutta

    | F | \ leqslant \ mu {n_ {normaali}},

    Soveltuu tasa-arvoon vain suhteellisen liikkeen läsnä ollessa. Tätä suhdetta kutsutaan Amontonin lakiksi - Coulombiksi.

    Amontonin laki - Coulomb kanssa tarttuvuus

    Useimmille materiaaleille, kitkakerroin arvo MU.ei ylitä 1 ja on alueella 0,1 - 0,5. Jos kitkakerroin ylittää 1 (MU> 1)Tämä tarkoittaa, että yhteyshenkilöiden välillä on voimaa. Tarttuvuus N_ {adheesio}ja kaava kitkakerroin muuttuu

    \ Mu = \ frac {f} {n_ {normaali} + n_ {adheesio}}.

    Sovellusarvo

    Kitka mekanismeissa ja koneissa

    Useimmissa perinteisissä mekanismeissa (DVS, Autot, Gear Gears jne.) Kitka on kielteinen rooli, mikä vähentää mekanismin tehokkuutta. Kitkavoiman vähentämiseksi käytetään erilaisia ​​luonnollisia ja synteettisiä öljyjä ja voiteluaineita. Nykyaikaisissa mekanismeissa tämä tavoite käyttää myös päällysteitä (ohut kalvoja) yksityiskohtiin. Mekanismien miniatyrisointi ja mikroelektromekaanisten järjestelmien (MEMS) ja nanoelektromekaanisten järjestelmien (NAMS) luominen kitkan suuruus verrattuna mekanismissa toimivat voimat kasvavat ja muuttuu erittäin merkittäväksi (MU \ GEQSLANT 1)Ja samanaikaisesti ei voida vähentää tavanomaisilla voiteluilla, mikä aiheuttaa merkittäviä teoreettisia ja käytännön insinöörejä ja tutkijoita tällä alalla. Kitkan ongelman ratkaisemiseksi luodaan uusia menetelmiä sen tribologian ja pintatieteen puitteissa ( Englanti ).

    Kytkin pinnalla

    Kitkan läsnäolo antaa kyvyn liikkua pinnalle. Joten, kun kävelet täsmällisesti kitkan vuoksi, lattian pohjat johtuvat, minkä seurauksena lattian hylkääminen ja liikkuminen eteenpäin. Auton pyörän kytkin tien pinnalla varmistetaan. Erityisesti kehitetään tämän kytkimen, uusien muotoja ja erityisiä kumityyppejä renkaiden, ja anti-urat on asennettu kilpa-autoihin, vahvempi puristuslaite radalle.

    Katso myös

    Aikakauslehdet

    Kirjallisuus

    • Dreagin B. V. Mikä on kitka? M.: Ed. YRSSR: n tiedeakatemia, 1963.
    • Kravelsky I. V., Shcheders V. S. Kitkatieteen kehittäminen. Kuiva kitka. M.: Ed. YRSSR: n tiedeakatemia, 1956.
    • Frolov, K.v. (ed.) Moderni tribologia: Tulokset ja näkymät . LKI, 2008.
    • Bowden F. P., Tabor D. Kiinteiden kitkan ja voitelu. Oxfordin yliopiston lehdistö, 2001.
    • Persson Bo N. J. Liukuva kitka. Fyysiset periaatteet ja sovellukset. Springer, 2002.
    • Popov V. L. Kontaktmechanik und Reibung. Ein Lehr- und AnwendungsBuch von der Nanotribologie Bis Zur Numerischen Simulointi , Springer, 2009.
    • Rabinowicz E. Kipsi ja materiaalien kuluminen. Wiley-Interscience, 1995.

    Linkit

    Kitkavoima näkyy, kun kaksi pintaa joutuvat kosketukseen ja siirtyvät suhteessa toisiinsa. Prosessitutkimus fysiikka, erityisesti mekaniikka. Se pitää peruslakeja, jotka ovat oventavat keholle, kun ne siirretään ja vuorovaikutus, selvittää muutoksen aiheuttamat syyt, jotka vaikuttavat muutokseen aiheiden asennossa.

    Kitkavoiman määritelmä ja luonne

    Kitkavoima F. Tr. Se tapahtuu, kun kosketat kahta kappaletta. Se luo esteitä jatkokuljetaan.

    Kitkavoiman syyt

    Tämä tapahtuu, kun atomien vuorovaikutus ja molekyylien vuorovaikutus koostuvat. Siksi sen ulkonäön luonne on sähkömagneettiset aallot. Se toimii kahdessa suunnassa, suunnataan molemmille elimille.

    Tällöin sen arvo moduulissa ei muuta. Jos vahvuus toimii jollakin kahdesta kontaktiyksiköstä, se vaikuttaa toiseen.

    Alueesta, joka jäljellä ilman liikkumista, lepopäällysteen vahvuus vaikuttaa. Vaikka sen arvo ylittää ulkoisen väliintulon, yrittäen siirtää kohdetta, se ei muuta sijaintia.

    Kitkavoima

    Kun sen suuruus kasvaa tiettyyn rajaan, uusi paikka on siirtyminen. Sitten liukuva kitkavoima ilmestyy, sen suunta on vastapäätä kohteen siirtymistä.

    Kitkan toiminnan vuoksi on mahdotonta liikkua ikuisesti. Liike päättyy tietyn ajan kuluttua. Jos ulkoinen voima jälleen ylittää levon kitkan arvon, liike jatkuu.

    Tyypit kitkavoimat

    Tärkeimmät kitkat:

    1. Levätä. Se kestää ulkoisia tekijöitä, jotka yrittävät siirtää kehoa. Niiden puuttuessa sen arvo on yhtä suuri kuin nolla.

    2. Lipsahdus. Se riippuu suoraan kitkakertoimesta ja voiman arvoista, joiden kanssa pinta painostetaan kehoon. Sen toimintasuunta on aina kohtisuorassa pinnalle. Se on yleensä pienempi kuin suurin valmentaja kitkavoima.

    3. Rolling. Se tapahtuu, kun yksi keho rullaa toisen pinnan päälle. Esimerkiksi kun otat yhteyttä ratsastuspyörän pyörään kalliilla tai kun laakerimekanismi on käynnissä. Sillä on paljon pienempi vaikutus kuin liukumisen kitka, jos jäljellä olevia ehtoja pidetään ennallaan. Sen löytö on tullut välttämättömäksi teknologiaan. Pyörät ja pyöreät osat, pyörivä ja muuttuva asema ovat monien ajoneuvojen mekanismeja ja työhön.

    4. Kaivaa. Näyttää, kun yksi kohde alkaa pyörittää toisen pinnan.

    Tyypit kitkavoimat

    Kitka itse voi olla useita tyyppejä:

    1. Kuiva. Ilmenee kiinteiden pintojen kosketuksissa. He eivät tarkkaile muita materiaaleja ja kerroksia. Tällainen luonne ja elämä ovat erittäin harvinaisia.

    2. Viskoosi. Sitä kutsutaan myös nesteeksi. Se tapahtuu, kun kiinteä runko toimii vuorovaikuttaa nesteen tai kaasun kanssa. He voivat virrata paikallaan olevan kohteen ohi. Tai se liikkuu nestemäisessä tai kaasumaisessa aineessa. Esimerkiksi vene vedetään köyden köysi. Keho tekee siitä navigoida nesteen tai kaasun yläkerros. Ikään kuin se vetää hänet. Puolestaan ​​se toimii toisella kerroksella alla. Mitä kauemmas kehosta, pienempi kerrosten nopeus. Tämä johtuu kiinteän kohteen vaikutuksen vähenemisestä. Tasojen välillä syntyy kitkan voima, koska elimet liikkuvat toisiinsa nähden. Se johtaa jarruttamiseen, mikä tarkoittaa, että se toimii kiinteässä, pysäyttämällä sen. Lämpötila määrittää aineiden viskositeetin aste. Esimerkiksi se laskee, kun öljyä kuumennetaan. Se on selvästi näkyvissä auton moottorin työssä. Kun auto oli kylmässä pitkään, moottorin on ensin lämmettävä kasvattamaan pyörimisnopeutta. Kaasun rehun riippuvuus. Viskositeetti kasvaa lisäämällä lämpötilaa.

    3. Sekoitettu. On havaittu, kun pintojen kanssa kosketuksissa olevien elinten välillä on voiteluainekerros.

    Viskoinen kitka

    Myös kitka jakautuu sisäiseen ja ulkoiseen. Jälkimmäinen tapahtuu, kun kiinteiden aineiden vuorovaikutus. Joten voit määrittää kuivaa kitkaa.

    Sisälle on ominaista viskositeetti. Se on nesteiden tai kaasun vuorovaikutuksessa, että siirtymä tapahtuu yhden kehon sisällä, kun kerrokset liikkuvat toisiinsa nähden.

    Kuinka löytää kitkavoimaa

    kahdeksantoista

    Löytää kitkan voimaa, sinun on tiedettävä kitkakerroin K riippuen pinnan ominaisuuksista. Tämä on vakioarvo, jonka arvo on otettu taulukoista.

    Kitkakerroin taulukko

    Tuen reaktiovoimaa tarvitaan myös. Haluttu arvo määräytyy kahden arvon avulla:

    F. Tr. = K * n

    Kirjain K on osoitettu kerroin. Voit myös täyttää symbolin μ. Se on yleensä alueella 0,1 - 1.

    Esimerkiksi kuivaa asfalttia pitkin kumi, kun ajetaan, se vaihtelee 0,5 - 0,8. Metal liukupuu puussa - 0,4, rautaa valuraudalle - 0,18.

    Virtareaktiotuki Se ei poikkea painovoiman määrästä riippuen kehon painosta. Siksi sen arvo on yhtä suuri kuin ruumiinpainon (M) tuote vapaan syksyn nopeuttamiseksi.

    N = m * g

    Tämä on vakioarvo 9,8 m / c². Tämä sääntö toimii, kun sinun on käsiteltävä horisontaalista pintaa. Painovoiman vahvuus ja tukireaktio tasapainottaa toisiaan. Siksi niitä pidetään yhtäläiset arvot.

    11111.

    Jos kaltevalla tasolla on liikkuminen, perustelut muuttuvat jonkin verran. Aiheen osalta painovoiman vahvuudet ja tuen reaktio toimivat edelleen, mutta ei yhteen suuntaan.

    Kun tunteko tason kaltevuuden kulmasta horisonttiin, kaava muunnetaan ja tulee seuraava muoto:

    N = k * m * · g * · cosα

    Täällä on tarpeen ohjata se, että kosini on kulman vieressä olevan kategorian suhde kolmion hypotenneukseen. Tämä on yksi niistä tapauksista, jotka osoittavat fysiikan ja trigonometrian läheisen suhteen.

    Esimerkki ongelman ratkaisemisesta

    Tehtävä, soveltaa kitkavoimaan liittyvää tietämystä, auttaa vahvistamaan materiaalia.

    Tehtävä. Lattialla on 7 kg painava laatikko. Sen ja lattian välinen kitkakerroin on 0,3. Laatikkoon sovelletaan teho, joka on 14 N. Onko se siirtymässä paikasta?

    900.

    Päätös.

    Laatikko on horisontaalisessa tasossa. Se koskee painovoiman toimintaa, joka vastaa tuen reaktiota. Ne on suunnattu kohtisuoraan laatikkoon ja lattiaan. Se tarkoittaa, että tuen reaktion voiman määrittämiseksi sinun on kerrottava laatikon massa nopeuttamaan:

    N = m * g;

    N = 10 kg * 9,8 m / s² = 98 kg * m / s² = 98 n;

    FTr. = k * n;

    FTr. = 0,3 · * 98h = 29,4 N.

    Vastaus: Saatu arvo ylittää ruutuun kiinnitetyt ponnistelut sivulta, koska 29,4 n> 14 N. se tarkoittaa, että se pysyy alkuvaiheessa.

    Kitkavoima on läsnä elämässä jatkuvasti. Se estää esineitä liikuttamaan ja vastustaa pitkän aikavälin liukumista ja liikkumista. Sen arvo riippuu pinnoista, joiden kanssa niiden on kosketettava, niiden ominaisuudet ja ominaisuudet.

    Yhteystietoa ei oteta huomioon, mutta se merkitsee kehon asemaa. Esimerkiksi voima, joka syntyy, kun auto liikkuu tasaisella alustalla eroaa arvosta, kun siirrät vuoristoalueen läpi, joka sijaitsee horisonttiin kulmassa. Ja jos auton on siirrettävä märällä tiellä, arvo muuttuu uudelleen.

    Mikä on kitkan voima

    Elimet ovat vuorovaikutuksessa keskenään eri tavoin. Yksi vuorovaikutuksen tyypistä on kitka. Ennen kuin käsitellään kuivaa ja viskoosista kitkaa, he vastaavat kahteen kysymykseen. Mikä on kitkavoima, ja milloin se tapahtuu?

    Mikä on kitkavoima?

    Kitkavoima on voima, joka syntyy kosketuksissa kehojen kanssa ja estää niiden suhteellisen liikkeen.

    Kitka ilmenee atomien ja kehon molekyylien välisen vuorovaikutuksen vuoksi, kun ne joutuvat kosketuksiin keskenään.

    Kitkaudella on sähkömagneettinen.

    Mitä tahansa muuta vuorovaikutusta varten kolmas Newtonin laki on reilua kitkalle. Jos kitkavoima toimii jossakin kahdesta vuorovaikutteisesta kappaleesta, sitten sama voima moduulissa toimii toisella rungossa vastakkaiseen suuntaan.

    Rain kitkavoima ja liukuva kitkavoima

    Eri kuiva ja viskoosi kitka, rauhan kitkavoima, liukuva kitkavoima, liikkuvan kitkan voima.

    Kuiva kitka on kitka, joka esiintyy kiinteiden elinten välillä ilman nestemäistä tai kaasumaista kerrosta niiden välillä. Kitkavoimat pyrkivät tangenttiin pintoihin.

    Kuvittele, että kehossa, esimerkiksi pöydässä makaa oleva palkki, on olemassa jonkin verran ulkoista voimaa. Tämä vahvuus pyrkii siirtämään baaria kohtauksesta. Kun elin lepää, rauhan kitkan vahvuus ja itse asiassa ulkoinen voima toimii baarissa. Levon kitkan vahvuus on yhtä suuri kuin ulkoinen vahvuus ja tasapainottaa sitä.

    Kun ulkoinen voima ylittää jonkin rajan arvon F. тр.max, baari siirretään paikasta. Se toimii myös kitkan vahvuudesta, mutta tämä ei enää ole levätä kitkan vahvuus vaan liukumisen kitkan voima. Slip kitkavoima kohdistuu vastakkaiseen liikkumiseen ja riippuu kehon nopeudesta.

    Rain kitkavoima ja liukuva kitkavoima

    Fysikaalisten ongelmien ratkaisemisessa liukukappaleen voimaa on usein yhtä suuri kuin lepopäällystysvoimakkuus ja riippuvuus kitkan voimasta kehon liikkeen suhteellisesta nopeudesta laiminlyöty.

    Rain kitkavoima ja liukuva kitkavoima

    Edellä oleva kuvio osoittaa kuivan kitkan todelliset ja idealisoituneet ominaisuudet. Kuten me näemme itse asiassa, kitkavoima vaihtelee nopeuden mukaan, mutta muutokset eivät ole niin suuria, jotta niitä ei voida laiminlyödä.

    Tarvitsetko apua opettajaa?

    Kuvailemme tehtävää - ja asiantuntijat auttavat sinua!

    Kitkavoima on verrannollinen tuen normaalin reaktion voimakkuuteen.

    F. тр=F. тр.max=μN.

    Mikä on kitkaketjun kerroin?

    μ- suhteellisuuskerroin, jota kutsutaan liukuvan kitkakerroin. Se riippuu kosketuskappaleiden materiaaleista ja niiden ominaisuuksista. Liukuva kitkakerroin on dimensioton arvo, joka ei ylitä laitetta.

    Rain kitkavoima ja liukuva kitkavoima

    Kitkavoimat johtuvat tel. Yleensä, kun ratketessaan tehtäviä, joita he laiminlyövät.

    Viskoinen kitka nesteissä ja kaasuissa

    Viskoosi kitkaa ilmenee, kun nesteiden ja kaasujen elimet ilmenee. Viskoosisen kitkan vahvuus on tarkoitettu myös kehon liikkumisen vastakkaiseen suuntaan, mutta paljon vähemmän pienempi kitkavoima on paljon vähemmän. Vapauttaminen levätä puuttuu, kun viskoosi kitka.

    Viskoosisen kitkan voimien laskeminen on monimutkaisempi kuin liukuvan kitkan voima. Nestemäisessä kehon liikkeen pienillä nopeuksilla viskoosisen kitkan voima on verrannollinen kehon nopeuteen ja suurilla nopeuksilla - nopeuden neliö. Suhteellisuuskertoimet riippuvat elinten muodosta, on myös otettava huomioon itse keskipitkän aineen ominaisuudet, joissa tapahtuu liikkeen.

    Esimerkiksi viskoosi kitkavoimat vedessä ja öljyssä poikkeavat, koska näillä nesteillä on erilainen viskositeetti.

    Kitkavoima - Tämä on voima, joka syntyy yhden kehon liikkumisesta toisen kehon pinnalla ja suunnattu vastapäätä liikkeen suuntaa.

    Kitkavoima hidastuu.

    Kitkavoima näkyy aina, kun liikkeessä olevien elinten pinnat tulevat kosketuksiin.

    Kitkan syyt:

    yksi. kontaktien pintojen epäsäännöllisyydet; 2. Täydellisillä tasaisilla pinnoilla - molekyylien vetovoiman toiminta.

    Yyv.png.

    Kitkavoiman suuruus riippuu:

    yksi. kosketuspintojen ominaisuudet;

    2. Voimat, jotka purkaavat pinnalla. Mitä enemmän voimaa, joka painaa kehoa pinnalle, sitä enemmän kitkavoimaa.

    Eri pintojen välinen kitkan kierros luonnehtii esimerkiksi kitkakerroin,

    Teräs teräs - \ (0.24 \);

    Kumi asfaltti - \ (0.45 \);

    Kumi märällä asfaltilla - \ (0.2 \).

    Kitka on Hyödyllinen Esimerkiksi ilman kitkaa, emme voineet tehdä askelta (kitkaa vähemmän jäällä, joten se on vaikeampaa mennä siihen), Kitkan lepoavuus Mahdollistaa kohteet pysymään paikoissaan, se ei salli liukua tukia, jotka pitävät ruuveja ja kynnet, samoin kuin kudoksissa olevat langat. Ilman kitkaa, autoja ja polkupyöriä ei voinut liikkua haluttuun suuntaan.

    Kitka kasvaa talvirenkaiden avulla, talvi sprinkling liukas hiekka käyttäen vaihteistoja jne.

    Kitka on kuitenkin myös haitallinen Se vaikuttaa yhteydenottomekanismien yksityiskohdista ja kulumisesta.

    Tämä ilmiö eliminoidaan voiteluaineiden avulla, korvaamalla Kitka Liukuva kitka Rolling (pyörien ja laakereiden käyttäminen).

    Rungon liikkeen vastakkaiseen suuntaan vastusvoima on myös kelvollinen.

    Voima, joka syntyy, kun runko liikkuu kaasussa tai nesteessä ja liikkeen suspensiota kutsutaan virrankestävyys .

    Vastusvoima riippuu:

    yksi. väliaineen ominaisuudet (vedessä on vaikeampaa juosta kuin maalla);

    2. kehon muodot;

    3. Liikkeen nopeudet (sitä korkeampi nopeus, mitä enemmän vastus kasvaa).

    Vastustehon poistaminen keho on kiinnitetty pyöristetty, tasainen (virtaviivaistettu) muoto.

    High-speedRail-1.jpg

    Nopean junan virtaviivainen muoto.

    Добавить комментарий