Friktionskraft - Definition, formel, art, hur man hittar?

Friktionskraft: Mängd, riktning

Med friktionskraften kommer du bokstavligen över varje sekund. Varje gång du interagerar med någon yta - gå på asfalt, sitta på en stol, dricka te från en kopp - friktionskraften verkar på dig.

Friktion - Detta är interaktionen i planet för att kontakta två ytor.

För att översätta friktion till matematikens språk, introduceras konceptet friktionskraft .

Friktionskraft - Detta är ett värde som kännetecknar friktionsprocessen i storlek och riktning.

Friktionskraften mäts, liksom alla effekt - i Newton.

Friktionskraften uppstår av två skäl:

  • Olika grovhet, repor och andra "imperfektioner" av ytor. Dessa defekter skadade varandra när de kontaktade och skapas av den kraft som saktar ner rörelsen.
  • När kontaktytorna är praktiskt taget smidiga (före det ideal är det omöjligt att ta med, men strävar efter det - det betyder att sträva efter friktionskraften till noll), då blir avståndet mellan dem minimal. I detta fall uppstår den ömsesidiga attraktionen av molekylerna av substansen av dessa ytor. Attraktionen beror på interaktionen mellan de elektriska laddningarna av atomer. I detta avseende kan du ofta höra formuleringen "Kraften av friktion är kraften i elektromagnetisk natur"

Friktionskraften riktas alltid mot kroppshastigheten. I detta avseende är allt enkelt, men det finns alltid en fråga:

Där friktionskraften är fastsatt

I uppgifter är något som något som: "bordet ytan är perfekt slät." Det innebär att det inte finns någon friktionskraft i den här uppgiften. Ja, i det verkliga livet är det omöjligt, men i namnet på en vacker matematisk modell, är friktion ofta försummad.

Oroa dig inte på grund av denna orättvisa, och helt enkelt lösa uppgifterna utan friktion, om vi såg frasen "slät yta".

Torr och viskös friktion

Det finns en mycket stor skillnad mellan din kontakt med vatten i poolen under simning och kontakt mellan asfalten och hjulen på din cykel.

När det gäller simning handlar vi om visköst friktion - motståndsfenomen vid körning av en fast i en vätska eller luft. Flygplanet är också viskös friktion och vann arrogantduven från din gård.

Men torr friktion är fenomenet motstånd vid kontakt med två fasta ämnen. Till exempel, om en skolpojke ligger på en stol eller en skurk från filmen gnuggar sina händer - det kommer att vara torr friktion.

Och om skurken är ren och gnuggar händerna, klämmer du på dem?

Då denna viskösa friktion, trots det faktum att händerna är fasta. I det här fallet finns ett vått skikt.

En viskös friktion i gymnasiet av fysik anses inte i detalj, men torr - demontera längs och över. Torr friktion har också sorter, låt oss prata om dem.

Friktion av vila

Om du bestämmer dig för att flytta en lastbil från platsen är det osannolikt att du kommer att lyckas. Inte att vi inte tror på dig - det är lätt att göra detta på grund av det faktum att en persons massa är många gånger mindre än lastbilens massa, och friktionskraften förhindrar det. Världen är grym, vad man ska göra här.

I det fall då friktionskraften är, men kroppen inte flyttar från platsen, arbetar vi med Styrkan av vilotfriktion.

Styrkan av friktionen av fred är lika med kraften i dragkraften. Till exempel, om du försöker flytta av scenen, agera på dem med kraften av dragkraft 10 n, kommer friktionskraften att vara lika med 10 N.

Friktionsstyrkan

Ftr = flyagi

Ftr - slip friktionskraft [h]

Flygplatser - Pris Strium [H]

Något övar!

En uppgift

Hitta friktionskraften för vila för kroppen till vilken kraften av dragkraft i 4 N.

Beslut:

Kroppen vilar, det betyder det

Ftr = flatya = 4n

Svar: Friktionskraften är 4 N.

Ännu mer praxis är Skysmart i barns skola. Istället för tråkiga stycken väntar barnet på interaktiva övningar med omedelbar automatisk kontroll och online-styrelse, där du kan rita och rita med läraren.

Skriv ner barnet till en fri introduktionslektion i fysik så att han gör vänner med fysik och var inte rädd för skolkontrollen.

Glidfriktion

Och nu låt oss glida på skridskoåkning. Rikan är smidig nog, men som vi redan har upptäckt kommer friktionskraften fortfarande att vara närvarande och kommer att beräknas med formeln:

Slipfriktionskraft

Ftr = μn.

Ftr - slip friktionskraft [h]

μ - friktionskoefficient [-]

N - reaktionsstödets kraft [H]

Friktionskraften som vi får på den här formeln blir det maximala möjliga - det vill säga det finns inte längre någonstans.

Kraftreaktionsstöd - Det här är den kraft som stödet verkar på kroppen. Det är numeriskt lika med styrkan hos normalt tryck och är motsatt riktning.

Kraftreaktionsstöd

Kraften i normalt tryck är detsamma som kroppsvikt?

Inte riktigt. Kraften i normalt tryck är alltid riktat vinkelrätt mot ytan (normal vinkelrätt mot ytan). Vikten är inte nödvändigtvis riktad vinkelrätt mot ytan.

Som en del av skolåret riktas vikt alltid vinkelrätt mot ytan Därför kan kraften i reaktionen av bäraren vara lika lika med vikten.

Läs mer om kroppsvikt i vår artikel

Även om kroppen är på den horisontella ytan, kommer supportens reaktionskraft att vara lika med tyngdkraften: n = mg.

Friktionskoefficient - Detta är en yta egenskap. Det bestäms experimentellt, har inte dimension och visar hur mycket ytan är smidig - ju mer koefficienten, den mer kallare ytan. Friktionskoefficienten är positiv och oftast mindre än en.

Vi kommer att vara vaksamma!

Från formeln följs inte beroendet av friktionskraften från kontaktområdet. Till exempel, om du lägger en bar en sida och dra på bordet och sedan vända till en annan, inte lika i området, och gör samma sak - friktionskraften kommer inte att förändras.

Uppgift 1.

Kattens massa som ligger på bordet är 5 kg. Friktionskoefficient μ = 0,2. Katten är fäst vid den yttre kraften som är lika med 2,5 N. Vilken typ av friktion uppstår det?

Beslut:

Genom villkoret för denna uppgift är det omöjligt att förstå, vår katt rör sig eller inte. Beslutet om huruvida vi är lika med styrkan i stötkraften, är det omöjligt att acceptera omedelbart. I sådana fall behöver du fortfarande beräkna enligt formeln:

F = μn.

Eftersom katten ligger på den horisontella ytan, är reaktionskraften hos bäraren i detta fall lika med tyngdkraften: n = mg.

F = μmg = 0,2 * 5 * 10 = 10n

Vi fick den högsta möjliga friktionskraften. Extern kraft under uppgiften är mindre än det maximala. Det betyder att katten är ensam. Friktionskraften balanserar den yttre kraften. Följaktligen är det lika med 2,5 N.

Svar: Det finns en friktionskraft på 2,5 N

Uppgift 2.

Badger glider längs det horisontella planet. Hitta friktionskoefficienten om friktionskraften är 5 h och kraften i kroppstrycket på planet - 20 N.

Beslut:

I den här uppgiften vet vi att Barcuchk glider. Så du måste använda formeln:

Ftr = μn.

Eftersom emblemet är belägen på den horisontella ytan, är stödkraften hos stödet i detta fall lika med trycket på trycket på planet: n = FD.

Ftr = μfd

Uttryck friktionskoefficienten:

μ = ftr / fd = 5/20 = 0,25

Svar: Friktionskoefficienten är 0,25

Uppgift 3.

Din mormors pudel som väger 5 kilo glider horisontell yta. Slipfriktionskraften är 20 N. Hitta friktionskraften, om pudeln kommer att förlora kraftigt, och dess massa kommer att minska två gånger, och friktionskoefficienten kommer att förbli oförändrad.

Beslut:

I den här uppgiften vet vi att pudeln slår. Så du måste använda formeln:

Ftr = μn.

Eftersom pudeln är på den horisontella ytan är stödkraften hos bäraren i detta fall lika med tyngdkraften: n = mg.

Ftr = μmg.

Uttryck friktionskoefficienten:

μ = ftr / mg = 20/5 * 10 = 0,4

Nu beräknar vi friktionskraften för massa, mindre än två gånger:

Formel: Jordfriktionskraft

Svar: Friktionskraften kommer att vara lika med 10 N.

Uppgift 4.

Studenten genomförde ett experiment för att studera glidfriktionskraften genom att flytta en bar med laster jämnt längs horisontella ytor med användning av en dynamometer.

Laming med laster

Resultaten av experimentella mätningar av barens massa med belastningar M, området för kontakt av stången och ytan S och den applicerade kraften F presenteras i tabellen.

Vad är friktionskraften i fysik

Definition

Friktionskraften kallas den kraft som framträder under rörelsen när det finns en touch av två kroppar av varandra och som har resistens mot denna rörelse (alltid riktad mot den motsatta rörelsen).

Ju större värdet av friktionskraften mellan de två kropparna är desto svårare att flytta dem relativt varandra. Exempel

Ett exempel kan vara en kartong som väger 20 kilo, som flyttar runt lägenheten. Friktionskraften mellan lådan och laminatet i samma rum kommer att vara mycket mindre än mellan en låda och en matta med en lång stapel till en annan. I det första fallet är det ganska enkelt att flytta lådan, i det andra.

Varning! Om läraren upptäcker plagiering i arbetet, inte för att undvika stora problem (upp till avdrag). Om du inte har möjlighet att skriva dig själv, beställa här.

Två kroppar med friktion om varandra, de upplever verkan av den tredje lagen i Newton. Friktionskraften som verkar på det första syftet är lika med värdet av friktionskraften som påverkar det andra objektet. Men de två av dessa styrkor har exakt motsatt riktning.

Vad som mäts

Friktionens fysiska natur består i samverkan mellan atomer och molekyler av kroppar som kommer i kontakt med varandra.

I fysik är det vanligt att underteckna styrkan av friktionen av det stora latinska bokstaven F med varumärket för TR.: F Tr. .

Mätning av detta fysiska värde utförs i Newton (H).

Typer av friktionskraft med exempel

Beroende på arten av rörelsen och typen av ytor som interagerar med varandra, är flera klassificeringar av friktionskoncepten särskiljande.

I riktning mot åtgärden

Genom karaktären av kroppens rörelse särskiljas friktionskrafter:

  1. Resten . Det har alltid ett nollvärde och uppstår när de två kropparna berörs, vilka är i vila i förhållande till varandra.
  2. Glida . Detta är en klassisk friktionstyp som uppstår när två kroppar är glid i förhållande till varandra. Värdet av detta värde beror på kroppsvikt (desto större är massan, desto större är friktionskraften) och ytans natur (glidning på is / glidning på marken).
  3. Rullande . Denna kraft visas när ett objekt rullar över ytan av en annan (bil på vägen). Tack vare upptäckten att friktionskraften vid rullning är ibland mindre jämfört med friktionskraften under glid, våra förfäder och uppfann en av de viktigaste uppfinningarna - hjulet.
  4. Verifiering . Denna typ av kraft visas när en kropp roterar över en annan.

Efter typ av interaktiva ytor

Friktion i sig är också några arter:

  1. Torr. Det förekommer när det finns en touch av en vän av fasta ytor.
  2. Viskös (flytande). Det uppstår när det fasta ämnet berörs med vätska eller gas. Som regel är styrkan av viskös friktion mycket mindre torr friktion.
  3. Blandad. Det framgår av de stigna ytorna av fasta ämnen, mellan vilka smörjmedelsskiktet är beläget.

Intern och extern friktion

Friktion händer:

Extern uppstår när de fasta kropparna kommer. Det interna manifesterar sig i samspelet mellan gas eller vätskor. Inuti en enda kropp förskjuts skikten relativt varandra.

Friktionskoefficient

För att göra beräkningen av friktionskraften är det nödvändigt att känna till friktionskoefficienten (K), som beror på ytmaterialet och har inte måttenheter i SI-systemet.

Friktionskoefficienten är en konstant fysisk mängd, vars värde för alla slags kroppar kan identifieras från bordet.

Friktionskoefficient

Formler för beräkning av friktionskraft

För kroppen belägen på en horisontell yta Beräkningen av friktionskraften är gjord med formeln:

\ (F_tr = k \ times n \)

Där K är friktionskoefficienten, och n är strömmen i stödreaktionen.

Från formeln för beräkning av friktionskraften är det uppenbart att förutom friktionskoefficienten är det nödvändigt att känna till kraften hos stödreaktionen (n), som är lika med gravitationens kraft och beror på kroppsvikten ( M) och accelererar det fria fallet (g):

\ (N = m \ gånger g \)

Vid körning av en kropp Av lutande yta Formeln för att hitta friktionskraft är komplicerad:

\ (F = k \ times m \ times g \ times \ cos \ alpha \)

Var \ (\ cos \ alpha \) - Detta är förhållandet mellan hörnet av kategorin för hypotenneus av den resulterande triangeln.

Kroppar på den lutande ytan

Beroende på villkoren för uppgiften att hitta friktionskraften är det nödvändigt att välja att beräkna en av ovanstående formler.

Schema för injektionskraftens beroende från kraften av dragkraft

Schema för injektionskraftens beroende från kraften av dragkraft
  • Bestämning av friktionskraft
  • Typer av friktionskraft
  • Hur hittar du friktionskraft?
  • Friktionskraftsformeln
  • Rekommenderad litteratur och användbara länkar
  • Friktionskraft, video
  • Friktionskraften härrör från kontakten av ytorna på två fysiska kroppar som är i rörelse mot varandra. Friktionsteorin Sedan sinnet var oroligt av mänsklighetens sinnen, antika ingenjörer: byggare av de egyptiska pyramiderna, Stonehenge i England eller mystiska stannestorm på påskön, de alla (också och deras moderna kollegor) löst det pressproblem som är associerat med friktion och hur man minimerar den. Friktionskraften gör det trots allt svårt att flytta tunga belastningar på marken (samma stenar för pyramider eller stonehenge) och för att underlätta denna uppgift har våra avlägsna förfäder uppfunnits en sådan användbar uppfinning som ett hjul och många andra viktiga upptäckter har gjorts. I vår artikel kommer vi att titta på styrkan av friktion i den fysiska aspekten, vi kommer att analysera hur det verkar på de eller andra kroppar, som det finns dess typer och formler för beräkning.

    Bestämning av friktionskraft

    Vad är friktionskraft? Den klassiska definitionen låter så här: Friktionskraften är kraften som uppträder när de två kropparna kontaktas under rörelsen och förhindrar denna rörelse. Med andra ord, desto mer friktionskraft mellan kropparna, desto svårare är det att flytta dem i förhållande till varandra. När det gäller friktionens fysiska natur framträder det som ett resultat av interaktionen mellan atomer och kroppsmolekyler i kontakt med varandra.

    Det är också värt att notera att med friktion av de två kropparna, den tredje Newton-lagen verkar på dem: Friktionskraften som verkar på den första kroppen (kropp A) är lika med friktionskraften som verkar på den andra kroppen (B), Endast modulen är motsatt riktning.

    friktion

    På den här bilden är friktionskraften som verkar på kylskåpet lika med friktionskraften som verkar på golvet, men dessa krafter riktas mot motsatta sidor.

    Typer av friktionskraft

    Beroende på arten av kroppens rörelse särskiljas sådana typer av friktionskrafter som:

    • Resten. Friktionsstyrkan i vila uppstår när de två kropparna kommer, vilket emellertid inte rör sig i förhållande till varandra, och är noll.
    • Glida. Slipfriktionskraft är den mest klassiska illustrationen av friktionsverkan, uppstår när glidkroppar i förhållande till varandra. Det påverkar dess storlek (än det är mer, desto mer friktionskraft), ytans natur (naturligtvis, när friktionens styrka blir många gånger mindre än när du glider på marken).
    • Rullande. Rullande friktionskraft visas när en kropp rullar över ytan av en annan, till exempel när man cyklar eller bilar cyklar. Vid rullning är friktionskraften mycket mindre än när glidning. Detta är en erfaren, empiriskt etablerad men de avlägsna förfäderna som uppfann hjulet - den största uppfinningen i vetenskapens och teknikens historia.
    • Grävning. Vridets friktionskraft manifesteras när den enskilda kroppen roteras över den andra ytan.
    Typer av friktionskraft

    När det gäller friktionen, händer det också några arter:

    • Torr - manifesterar sig i kontakt med fasta ytor.
    • En viskös, även liknande friktion kallas vätska, visas när man kontaktar en fast substans med vätska eller gas. Till exempel appliceras en viskös (flytande) friktion på fartyget som flyter på vatten, såväl som på vattenytan. Kraften av viskös friktion är vanligtvis mycket mindre torr friktion.
    • Blandat, inträffar när det finns ett smörjmedelskikt mellan ytor som kommer i kontakt.

    Ett intressant faktum: I det belägna av Constantinopel i 1453 drog turkarna för att kringgå den speciella kedjan, blockera vägen till de turkiska fartygen i Golden Horn Bay dem på land. Och för att minska friktionsstyrkan när de flyttade stora tunga krigsfartyg gjordes golv från träskenor, vilket var rikligt smält med lard. På grund av smörjmedlet och blandad friktion, vars styrkan är mycket mindre än med friktion, är turkarna framgångsrikt förkroppsligade sin avsikt, medförde försvararna av Konstantinopel i äkta förvirring.

    Sultan Mehmed II tittar på sina fartygs transport

    Sultan Mehmed II observerar transporten av sina fartyg.

    Som du kan se, kunskap om fysikens och mekanikens lagar mer än en gång och inte två fann sin praktiska utföringsform i det verkliga livet.

    Men tillbaka från historien igen till fysik är friktion också uppdelad i extern och intern. Extern friktion är karakteristisk för interaktionen av exklusivt fasta kroppar. Den inre friktionen kännetecknas av viskositet och förekommer vid interaktionen av vätskor eller gaser, och en sådan interaktion kan förekomma inuti den villkorliga enskilda kroppen. Till exempel, i World Oceans vatten, finns det olika strömmar, med en kallare eller varmare vatten, i samspelet mellan dessa flöden mellan dem och inre friktion uppträder.

    Hur hittar du friktionskraft?

    För att beräkna friktionskraften måste du känna friktionskoefficienten K, som beror på ytans natur. Friktionskoefficienten är ett konstant värde och dess värde kan erhållas från ett speciellt bord.

    friktionskoefficient

    Förutom friktionskoefficienten är det nödvändigt att känna till kraften hos stödreaktionen N, som i huvudsak är lika med gravitationens (tyngdkraft) beroende på kroppens (m) massa och accelerera det fria fallet . Dess formel har följande form:

    N = m * g

    Där m är kroppens massa, och g är accelerationen av det fria fallet, detta är ett konstant värde av 9,8 m / s 2.

    Friktionskraftsformeln

    Friktionskraften beräknas med hjälp av reaktionen av stöd N och friktionskoefficienten K. Formeln för friktionskraften har följande form:

    F. Tr. = K * n.

    I vissa formler indikeras friktionskoefficienten av symbolen μ.

    De ovan beskrivna beräkningarna är giltiga i det enklaste fallet när kroppen ligger på en strikt horisontell yta.

    Friktionskraft på den horisontella ytan

    Om rörelsen inträffar på det lutande planet, är beräkningarna av friktionskraften något mer komplicerade. Kroppen, som tidigare, verkar tyngdkraften och reaktionen av ytstödet, men inte i en riktning.

    friktionskraft på den lutande ytan

    Således kommer friktionskraftformeln för kroppen, som rör sig längs den lutande ytan, att ha följande form:

    F. Tr. = K * m * g * cosα.

    Där k är friktionskoefficienten, m - kroppsvikt, g gravitationskonstant (kom ihåg att det är 9,8 m / s 2), COSa är förhållandet mellan kategorin intill hörnet, till triangelhypothenuze (cosinus).

    Friktionsformeln

    Vid bestämning av friktionskraften på lutande ytor manifesteras länken mellan fysik och geometri tydligt.

    Rekommenderad litteratur och användbara länkar

    • Friktionskraft. ZFTSH, MIPT. Ljusdatum 14 februari 2019.
    • Yenohovich A. S. Fysikhandbok. - Upplysning, 1978. - P. 85. - 416 s.
    • Zaitsev A. K. Grunderna för undervisning på friktion, slitage och smörjning av bilar. Del 1. Friktion i maskinerna. Teori, beräkning och design av lager och glidande spikar. Mashgiz. M.-l. - 1947. 256 s.
    • Bowden F. P., Tabor D. Friktion och smörjning av fasta ämnen. Oxford University Press, 2001.Person Bo N. J. J.: Glidande friktion. Fysiska principer och applikationer. Springer, 2002.
    • Popov V. L. Kontaktmekanik und Reibung. Ein Lehr- und Anwendungsbuch von der nanotribologie bis zur numerischen simulering, Springer, 2009.
    • Rabinowicz E. Friktion och slitage av material. Wiley-Interscience, 1995.

    Friktionskraft, video

    Och i slutet av utbildningsvideoen på vår artikel.

    Författare: Pavel Chaika, chefredaktör för tidningen

    När du skriver artikeln försökte göra den mest intressant, användbar och högkvalitativ. Jag skulle vara tacksam för någon återkoppling och konstruktiv kritik i form av kommentarer i artikeln. Också din önskan / fråga / erbjudande kan skriva till min mail [email protected] eller i Facebook, med respekt, författare.

    Friktion - Processen med interaktion mellan deras relativa rörelse (förskjutning) eller när kroppen rör sig i ett gasformigt eller flytande medium. Annorlunda kallad friktionsinteraktion (Eng. Friktion. ). Studien av friktionsprocesser är engagerad i en sektion av fysik, som kallas mekanik för friktionsinteraktion eller tribologi.

    Frekvensen har huvudsakligen en elektronisk natur, förutsatt att ämnet är i normalt skick. I det superledande tillståndet bort från den kritiska temperaturen är den huvudsakliga "källan" av friktion fononer, och friktionskoefficienten kan minska flera gånger. [Länk 1] .

    Friktionskraft

    Åsikter

    I närvaro av den relativa rörelsen för de två kontaktkropparna av friktionskraft som uppstår från deras interaktion kan delas in i:

    • Glidfriktion - Kraften som uppstår i den korrekta rörelsen hos en av kontakten / interagerande kroppar i förhållande till den andra och verkar på denna kropp i den riktning som motsats till glidens riktning.
    • Rullande friktion - Momenten av krafter som uppstår vid rullande en av två kontakt / interaktiva kroppar i förhållande till den andra.
    • Friktion av vila - Kraft som uppstår mellan två kontaktkroppar och förhindra förekomsten av relativ rörelse. Denna kraft måste övervinnas för att få två kontaktande kroppar i rörelse i förhållande till varandra. Det förekommer i mikroswits (till exempel under deformation) i kontaktkroppar. Det verkar i riktning motsatt riktning mot en möjlig relativ rörelse.

    I fysik av interaktion är friktion gjord för att dela på:

    • Torr När interagerande fasta kroppar inte separeras av några ytterligare lager / smörjmedel (inklusive fasta smörjmedel) - ett mycket sällsynt fall inträffade i praktiken. Den karakteristiska särdragen hos torr friktion är närvaron av en signifikant friktionsstyrka;
    • Gräns När kontaktområdet kan innehålla lager och sektioner av olika natur (oxidfilmer, vätska och så vidare) - det vanligaste fallet genom friktion av glidning.
    • Blandad När kontaktområdet innehåller sektioner av torr och flytande friktion;
    • flytande (viskös) , med interaktionen mellan kroppar separerade av ett skikt av fast kropp (grafitpulver), vätska eller gas (smörjning) av olika tjocklekar - som regel, uppträder under rullfriktion, när svängkroppar nedsänktes i vätska, den viskösa friktionen värdet kännetecknas av viskositeten hos mediet;
    • Elastohydrodynamisk När den inre friktionen i smörjmedlet är avgörande. Det förekommer med att öka rörelsens relativa hastigheter.

    På grund av komplexiteten hos fysikalisk-kemiska processer som förekommer i friktionsintervallområdet är friktionsprocesser inte i grunden en beskrivning med hjälp av metoder för klassisk mekanik.

    Amonton Law - Cool

    Den huvudsakliga egenskapen hos friktion är friktionskoefficient \ Mu.vilket bestäms av material från vilka ytorna av interaktiva kroppar är gjorda.

    I de enklaste fallen är friktionskraften F.och normal belastning (eller ström Vanligt reaktion) N_ {normal}associerad ojämlikhet

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

    Ansöka om jämlikhet endast i närvaro av relativ rörelse. Detta förhållande kallas Amontons lag - Coulomb.

    Amontons lag - Coulomb med vidhäftning

    För de flesta materialpar, värdet av friktionskoefficienten \ Mu.överstiger inte 1 och ligger i intervallet 0,1-0,5. Om friktionskoefficienten överstiger 1 (\ Mu> 1)Det betyder att det finns makt mellan kontaktkroppar. Adhesion N_ {vidhäftning}och formeln för beräkning av friktionskoefficienten ändras till

    \ Mu = \ frac {f} {n_ {normal} + n_ {adhesion}}.

    Ansökningsvärde

    Friktion i mekanismerna och maskinerna

    I de flesta traditionella mekanismer (DVS, bilar, växlar, etc.) spelar friktion en negativ roll, vilket reducerar mekanismens effektivitet. För att minska friktionskraften används olika naturliga och syntetiska oljor och smörjmedel. I moderna mekanismer använder detta mål också beläggningar (tunna filmer) till detaljerna. Med miniatyrisering av mekanismer och skapandet av mikroelektromekaniska system (MEMS) och nanoelektromekaniska system (NAMS) ökar storleken på friktionen jämfört med krafterna som arbetar i mekanismen och blir väldigt signifikant (\ Mu \ geqslant 1)Och samtidigt kan inte minskas med konventionella smörjmedel, vilket medför betydande teoretiskt och praktiskt intresse för ingenjörer och forskare i detta område. För att lösa friktionsproblemet skapas nya metoder för sin nedgång inom ramen för tribologin och ytvetenskap ( engelsk ).

    Koppling med en yta

    Närvaron av friktion ger möjlighet att röra sig på ytan. Så, när man går exakt, exakt på grund av friktion, uppstår sålarna med ett golv, vilket resulterar i vilket golvrepulition och rörelse framåt. Kopplingen av bilens hjul (motorcykel) med ytan av vägen är säkerställd. För att öka förbättringen av denna koppling utvecklas nya former och speciella typer av gummi för däck, och anti-spår är installerade på racerbilar, starkare pressmaskinen till spåret.

    se även

    Tidskrifter

    Litteratur

    • DreaGin B. V. Vad är friktion? M.: Ed. Academy of Sciences i Sovjetunionen, 1963.
    • Kravelsky I. V., Shcheders V. S. Utveckling av friktionsvetenskap. Torr friktion. M.: Ed. Academy of Sciences i Sovjetunionen, 1956.
    • Frolov, K.V. (ed.) Modern tribologi: Resultat och utsikter . LKI, 2008.
    • Bowden F. P., Tabor D. Friktionen och smörjningen av fasta ämnen. Oxford University Press, 2001.
    • Persson Bo N. J.: Glidfriktion. Fysiska principer och applikationer. Springer, 2002.
    • Popov V. L. Kontaktmechanik und Reibung. Ein lehr- und anwendungsbuch von der nanotribologie bis zur numerischen simulering , Springer, 2009.
    • Rabinowicz E. Friktion och slitage av material. Wiley-Interscience, 1995.

    Länkar

    Friktionskraften visas när två ytor kommer i kontakt och rör sig i förhållande till varandra. Processstudier fysik, i synnerhet mekanik. Den anser de grundläggande lagar som är mottagliga för kroppen när de flyttas och interaktioner, finner ut de orsaker som påverkar förändringen i ämnets ställning.

    Definition och natur av friktionskraft

    Friktionskraft F. Tr. Det uppstår när du trycker på två kroppar. Det skapar hinder för deras ytterligare rörelse.

    Orsaker till friktionskraft

    Detta inträffar när interaktionen av atomer och molekyler från vilka föremål består. Därför är arten av sitt utseende elektromagnetiska vågor. Det verkar i två riktningar, riktas mot båda kropparna.

    I det här fallet ändras inte dess värde i modulen. Om styrkan verkar på en av de två kontaktkropparna, påverkar den den andra.

    På ämnet kvarstår utan rörelse påverkas styrkan av vilotfriktion. Medan dess värde kommer att överstiga det yttre interventionen, försöker flytta motivet, kommer det inte att ändra positionen.

    Friktionskraft

    När dess storlek ökar till en viss gräns kommer det att bli ett drag på en ny plats. Därefter framträder glidfriktionskraften, dess riktning är motsatt motförskjutningen.

    På grund av friktionsverkan är det omöjligt att flytta för alltid. Rörelsen kommer att sluta efter en viss tid. Om den yttre kraften överstiger värdet av friktionen av vila, kommer rörelsen att fortsätta.

    Typer av friktionskraft

    Huvudtyper av friktion:

    1. Resten. Det motstår yttre faktorer som försöker flytta kroppen. I sin frånvaro är dess värde lika med noll.

    2. Glida. Det är direkt beroende av friktionskoefficienten och värdena för den kraft med vilken ytan sätter tryck på kroppen. Dess verkningsriktning är alltid vinkelrätt mot ytan. Det är vanligtvis lägre än den maximala coachfriktionskraften.

    3. Rullande. Det uppstår när en kropp rullar över ytan av en annan. Till exempel, när man kontaktar hjulet på en cykel med en dyr eller när lagermekanismen körs. Den har en mycket mindre effekt än friktionen av glid, om de återstående villkoren anses vara oförändrade. Dess upptäckt har blivit oumbärlig för teknik. Hjul och runda delar, roterande och byte, är grunden för många mekanismer och fordonets arbete.

    4. Grävning. Det verkar när ett föremål börjar rotera över ytan av en annan.

    Typer av friktionskraft

    Friktion själv kan vara flera typer:

    1. Torr. Manifesterar i kontakt med fasta ytor. De observerar inte andra material och lager. Sådan i naturen och livet är extremt sällsynt.

    2. Viskös. Det kallas också vätska. Det uppstår när den fasta kroppen interagerar med vätska eller gas. De kan flöda förbi ett stationärt ämne. Eller det rör sig i en flytande eller gasformig substans. Till exempel dras båten på repet. Kroppen gör den navigera i det övre lagret av vätska eller gas. Som om det drar honom. I sin tur fungerar det på ett annat lager nedan. Ju längre från kroppen, ju lägre hastigheten på skikten. Detta beror på en minskning av ett fast ämne. En friktionskraft uppstår mellan skikten, eftersom kropparna rör sig i förhållande till varandra. Det leder till deras bromsning, vilket innebär att det verkar på en solid, stoppar den. Temperaturen bestämmer graden av viskositet av ämnen. Till exempel minskar den när oljan upphettas. Det är tydligt synligt vid bilmotorns arbete. När bilen var på förkylningen under lång tid måste motorn först värmas upp för att öka hastigheten på rotationen. Gasfoderberoende. Viskositeten växer med ökande temperatur.

    3. Blandad. Det observeras när det finns ett smörjmedelskikt mellan kroppar i kontakt med ytor.

    Viskös friktion

    Friktion är också uppdelad i inre och externa. Det senare inträffar när interaktionen av fasta ämnen. Så du kan tillskriva torr friktion.

    Det inre kännetecknas av viskositet. Det är i samspelet av vätskor eller gas som förskjutningen sker i en kropp när skikten rör sig i förhållande till varandra.

    Hur man hittar friktionskraft

    arton

    För att hitta friktionens kraft måste du känna friktionskoefficienten K, beroende på ytans egenskaper. Detta är ett konstant värde, vars värde tas från tabellerna.

    Friktionskoefficientbord

    Reaktionskraften hos bäraren behövs också. Det önskade värdet bestäms av arbetet med två värden:

    F. Tr. = K * n

    Brevet K indikeras av koefficienten. Du kan också möta symbolen μ. Det ligger vanligtvis i intervallet från 0,1 till 1.

    Till exempel, för gummi som rör sig längs torr asfalt, vid körning, varierar den från 0,5 till 0,8. Med en metallglas på ett träd - 0,4, järn för gjutjärn - 0,18.

    Kraftreaktionsstöd Det skiljer sig inte från tyngdkraften, beroende på kroppens vikt. Därför är dess värde lika med produkten av kroppsvikt (m) för att accelerera det fria fallet (g).

    N = m * g

    Detta är ett konstant värde på 9,8 m / c². Denna regel fungerar när du måste hantera en horisontell yta. Tyngdkraftsstyrkan och stödreaktionen balanserar varandra. Därför anses de lika stora värden.

    11111.

    Om det finns en rörelse på det lutande planet ändras sändningen något. För ämnet verkar styrkan av tyngdkraften och reaktionen av stöd fortfarande, men inte i en riktning.

    När kunskap om lutningsvinkeln i planet i horisonten, transformeras formeln och blir följande form:

    N = k * m * · g * · cosα

    Här är det nödvändigt att styras av det faktum att cosinusen är förhållandet mellan kategorin intill hörnet till triangeln hypotenneus. Detta är ett av dessa fall som visar det nära förhållandet mellan fysik och trigonometri.

    Ett exempel på att lösa problemet

    Uppgiften, för att tillämpa den kunskap som är relaterad till friktionskraften, kommer att bidra till att konsolidera materialet.

    Uppgiften. På golvet finns en låda som väger 7 kg. Friktionskoefficienten mellan den och golvet är 0,3. Till lådan applicera ström lika med 14 N. Kommer det att flytta från platsen?

    900.

    Beslut.

    Lådan är på horisontellt planet. Det är föremål för gravitationens verkan, vilket motsvarar reaktionen av stödet. De riktas vinkelrätt mot lådan och golvet. Det betyder att för att bestämma kraften av reaktionen av stödet, måste du multiplicera massan av lådan för att accelerera:

    N = m * g;

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

    FTr. = k * n;

    FTr. = 0,3 · 98H = 29,4 N.

    Svar: Det erhållna värdet överstiger de ansträngningar som är anslutna till lådan från sidan, sedan 29,4 n> 14 N. Det betyder att det kommer att förbli på den ursprungliga platsen.

    Friktionskraften är närvarande i livet. Det förhindrar att föremål flyttar och motsätter sig sin långsiktiga glidning och rörelse. Dess värde beror på de ytor som de måste röra, deras egenskaper och egenskaper.

    Kontaktområdet beaktas inte, men det spelar roll kroppens position. Till exempel, den kraft som uppstår när bilen rör sig längs en plan yta skiljer sig från värdet när de rör sig genom det bergiga området, beläget i en vinkel mot horisonten. Och om bilen måste gå på den våta vägen ändras värdet igen.

    Vad är friktionskraften

    Kroppar interagerar med varandra på olika sätt. En av typerna av interaktion är friktion. Innan du arbetar med subtiliteterna för torr och viskös friktion, svarar de på två frågor. Vad är friktionskraft, och när inträffar det?

    Vad är friktionskraft?

    Friktionskraften är den kraft som uppstår i kontakt med kropparna och förhindrar dem med relativ rörelse.

    Friktion uppstår på grund av interaktionen mellan atomer och kroppsmolekyler när de kommer i kontakt med varandra.

    Naturen av friktionsstyrka är elektromagnetisk.

    När det gäller någon annan interaktion är den tredje Newton-lagen rättvis för friktion. Om friktionskraften verkar på en av de två interaktiva kropparna, verkar samma kraft i modulen på en annan kropp i motsatt riktning.

    Regnfriktionskraft och glidande friktionskraft

    Olika torr och viskös friktion, fredfriktionskraft, glidfriktionskraft, rullande friktionskraft.

    Torr friktion är friktion som uppstår mellan fasta kroppar i frånvaro av ett flytande eller gasformigt skikt mellan dem. Friktionskrafter riktar sig till tangent för att kontakta ytor.

    Föreställ dig att på kroppen, till exempel en bar som ligger på bordet, finns det någon extern kraft. Denna styrka syftar till att flytta baren från scenen. Medan kroppen vilar, styrkan av friktion av fred och, faktiskt är den externa kraften i baren. Styrkan av vila är lika med den yttre styrkan och balanserar den.

    När den yttre kraften överstiger något gränsvärde F. тр.max, baren flyttas från platsen. Det verkar också friktionsstyrkan, men det här är inte längre styrkan av friktion av vila, men friktionens kraft. Slipfriktionskraften riktas mot motsatsen till rörelse, och beror på kroppens hastighet.

    Regnfriktionskraft och glidande friktionskraft

    Vid lösning av fysiska problem tas kraften av glidfriktion ofta lika med den maximala styrkan av vilotfriktion, och beroende av friktionskraften på den relativa hastigheten hos kroppens rörelse.

    Regnfriktionskraft och glidande friktionskraft

    Figuren ovan visar de faktiska och idealiserade egenskaperna hos torr friktion. Som vi ser, varierar greppfriktionskraften beroende på hastigheten, men förändringarna är inte så stora så att de inte kan försummas.

    Behöver du hjälp lärare?

    Vi beskriver uppgiften - och våra experter hjälper dig!

    Friktionskraften är proportionell mot styrkan hos den normala reaktionen av bäraren.

    F. тр=F. тр.max=μN.

    Vad är friktionsskoefficienten?

    μ- Proportionalitetskoefficienten, som kallas glidfriktionskoefficienten. Det beror på materialet i kontaktkropparna och deras egenskaper. Den glidande friktionskoefficienten är ett dimensionslöst värde som inte överstiger enheten.

    Regnfriktionskraft och glidande friktionskraft

    Rullande friktionskrafter uppstår vid rullande tel. Vanligtvis, när de löser de uppgifter de försummar.

    Viskös friktion i vätskor och gaser

    Viskös friktion uppstår när kropparna i vätskor och gaser uppstår. Styrkan av viskös friktion riktar sig också i riktning motsatt kroppens rörelse, men mycket mindre mindre friktionskraft är mycket mindre. Freeding vila är frånvarande när viskös friktion.

    Beräkningen av krafterna av viskös friktion är mer komplicerad än beräkningen av friktionskraften hos glidning. Vid låga hastigheter av kroppsrörelsen i vätskan är kraften av viskös friktion proportionell mot kroppshastigheten och vid höga hastigheter - kvadraten av hastighet. Proportionalitetskoefficienterna är beroende av form av kroppar, det är också nödvändigt att ta hänsyn till egenskaperna hos själva mediet, i vilken rörelse uppstår.

    Till exempel kommer viskösa friktionskrafter i vatten och olja att skilja sig, eftersom dessa vätskor har olika viskositet.

    Friktionskraft - Detta är den kraft som härrör från rörelsen av ett kropp längs ytan av en annan kropp och riktad mot rörelseriktningen.

    Friktionskraften saktar ner.

    Friktionskraften visas alltid när ytorna på kropparna i rörelse kommer i kontakt.

    Skäl till friktion:

    ett. Oregelbundenheter av ytor av kontakt; 2. Med perfekt släta ytor - åtgärden av attraktion av molekyler.

    Yyv.png.

    Storleken på friktionskraften beror på:

    ett. Egenskaper för kontaktande ytor;

    2. Krafter som pressar på ytan. Ju mer kraft som trycker på kroppen till ytan, desto mer friktionskraft.

    Friditetsvridningen mellan olika ytor kännetecknar friktionskoefficienten, till exempel,

    Stålstål - \ (0,24 \);

    Gummi på asfalt - \ (0,45 \);

    Gummi på våt asfalt - \ (0,2 \).

    Friktion är Användbar , till exempel, utan friktion, kunde vi inte göra ett steg (friktion mindre på is, så det är svårare att gå på det), Friktionsstyrkan Tillåter ämnen att stanna kvar på deras ställen, det tillåter inte att släppa de stöd som håller på platsen för skruvar och naglar, såväl som trådar i vävnaderna. Utan friktion kunde bilar och cyklar inte flytta i önskad riktning.

    Friktion ökar med vinterdäck, vinter som sprinklar slippery sand, med hjälp av växelmekanismer etc.

    Friktion är dock också skadlig Det påverkar uppvärmningen och slitage av detaljerna i mekanismerna i kontakt.

    Detta fenomen elimineras med smörjmedel, ersättning friktion glidande friktion rullande (med hjälp av hjul och lager).

    I den riktning motsatsen till kroppens rörelse är motståndskraften också giltig.

    Kraften som uppstår när kroppen rör sig i gasen eller i vätskan och uppsägningen av rörelsen kallas maktmotstånd .

    Motståndskraften beror på:

    ett. egenskaper hos mediet (i vatten är det svårare att springa än på land);

    2. kroppsformer;

    3. Rörelsehastigheter (ju högre hastigheten, desto mer motstånd ökar).

    För att eliminera kraften i resistansen är kroppen fastsatt avrundade, platta (strömlinjeformade) former.

    High-Speedrail-1.jpg

    Den strömlinjeformade formen av ett höghastighetståg.

    Добавить комментарий