Löydämme kitkan voiman. Kitkavoiman kaava

Kitka on ilmiö, jota kohtaammejokapäiväistä elämää jatkuvasti. Määritä, onko kitka haitallinen tai hyödyllinen, mahdoton. Jyrkän työn tekeminen edes askeleessa liukkaalle jäälle on asfaltin karkealla pinnalla mukava. Osat ajoneuvoista, joissa ei ole rasvaa, kuluvat paljon nopeammin.

Kitkan tutkiminen, sen perusominaisuuksien tunteminen antaa henkilön käyttää sitä.

Kitkavoima fysiikassa

Voima, joka tapahtuu liikuttaessa tai yrittäessätoisen kappaleen liikkeen liike toisen liikkeen suuntaan liikkeen suuntaan liikkuvaan kappaleeseen kohdistettuna kutsutaan kitkan voimaksi. Kitkavoimamoduuli, jonka kaava riippuu monista parametreista, vaihtelee riippuen resistenssin tyypistä.

Seuraavat kitkatyypit erotetaan toisistaan:

• levätä;

• lipsahdus;

• liikkuvan.

Jokainen yritys liikuttaa raskaita esineitä paikasta (kaappi, kivi) johtaa ihmisen joukkojen jännitykseen. Samaan aikaan aihe ei aina ole liikkeelle. Levyn kitka häiritsee tätä.

Levon tila

Lasketun kitkavoiman laskettu kaava ei anna meille riittävää tarkkuutta. Newtonin kolmannen lain ansiosta levossa olevan vastusvoiman suuruus riippuu sovelletusta työstä.

Voiman lisääntyessä kitkavoima kasvaa myös.

0 <F_{kolminkertainen hälytys} <F_max

Levyn kitka ei salli kynsiä puuhunpudota; napit, jotka on ommeltu langalla, pitävät tiukasti paikoillaan. On mielenkiintoista, että se on levon kestävyys, joka sallii käydä. Ja se on suunnattu henkilön liikkumiseen, joka on ristiriidassa asioiden yleisen tilan kanssa.

Slip ilmiö

Kun kehoa kuljettava ulkoinen voima kasvaa, korkeintaansuurimman kitkavoiman arvo on alkanut liikkeelle. Liukenevaa kitkavoimaa pidetään prosessissa, jossa liukuu yksi runko toisen pinnan yli. Sen arvo riippuu interaktiivisten pintojen ominaisuuksista ja pystysuoran toiminnan voimasta pinnalla.

Liukuvan kitkavoiman suunnittelukaava on: F = μP, missä μ on suhteellisuuskerroin (liukuva kitka), P on vertikaalinen (normaali) paine.

Yksi ajovoimista on kitkan voimallaSlip, jonka kaava on kirjoitettu käyttämällä tuen reaktiovoimaa. Newtonin kolmannen lain täyttymisen seurauksena normaalin paineen ja tuen reaktion voimat ovat suuruudeltaan samanlaisia ​​ja vastakkaisia ​​suuntaan: P = N.

Ennen kitkavoiman määräämistä, jonka kaava hankkii eri muodon (F = μ N), määritetään reaktiovoima.

Liukumiskestävyyskerrointa esitellään kokeellisesti kahdella kitkapinnalla riippuen niiden käsittelyn ja materiaalin laadusta.

Pöytä. Resistanssin arvo eri pinnoille

Ei	Yhteensopivat pinnat	Liukuvan kitkan kertoimen arvo
1	Steel + ice	0,027
2	Oak + tammi	0,54
3	Nahka + valurauta	0,28
4	Pronssi + rauta	0,19
5	Pronssi + valurauta	0,16
6	Teräs + teräs	0,15

Leuan suurin kitkavoima, jonka kaava on kirjoitettu edellä, voidaan määritellä samalla tavalla kuin liukuva kitkavoima.

Tämä on tärkeää ongelmien ratkaisemisessavetovoiman määrittäminen. Esimerkiksi, kirja, jota ajaa ylhäältä painettu käsi, liukuu käden ja kirjan välille syntyvän vastustuskyvyn vaikutuksesta. Vastuksen suuruus riippuu kirjan pystysuoran paineen voiman arvosta.

Rolling ilmiö

Siirtyminen esi-isämme lohikäärmeistä vaunuihinpidetään vallankumouksellisena. Pyörän keksintö on ihmiskunnan suurin keksintö. Rolling kitka, joka tapahtuu, kun pyörä liikkuu pitkin pinnasta, on huomattavasti huonompi kuin liukumisen vastustuskyky.

Kitkavoimien ulkonäkö liittyypyörän normaalin paineen voimat pinnalla, on luonteeltaan erottava liukumasta. Pyörän pienen muodonmuutoksen vuoksi eri paine- voimia esiintyy muodostetun alueen keskellä ja sen reunoja pitkin. Tämä voimien ero määrää vastustuskyvyn ilmenemisen valssauksen aikana.

Liikkuvaa kitkavoimaa laskeva kaava otetaan tavallisesti samalla tavalla kuin liukuprosessi. Ero näkyy yksinomaan vastuskertoimen arvoissa.

Resistenssin luonne

Kun kitkapintojen karheus muuttuumyös kitkavoiman arvo muuttuu. Suurella suurennoksella kaksi vierekkäistä pintaa näyttävät epätasaisuuksilta terävinä huippuina. Kun päälle asetettu, kehon ulkonevat osat koskettavat toisiaan. Yhteysalue on vähäinen. Siirrettäessä tai yrittäessäsi liikuttaa ruuveja "huiput" luo vastustusta. Kitkavoiman suuruus ei riipu kosketuspintojen pinta-alasta.

Vaikuttaa siltä, ​​että kaksi täysin sileäPinnat eivät saa vastustaa ehdottomasti. Käytännössä tässä tapauksessa kitkavoima on maksimaalinen. Tämä ero johtuu voimien alkuperän luonteesta. Nämä ovat sähkömagneettisia voimia, jotka toimivat vuorovaikutteisten elinten atomien välillä.

Mekaaniset prosessit, joita ei ole liitettykitka luonteeltaan, ovat mahdottomia, koska ei ole mahdollisuutta "irrottaa" sähköisten vuorovaikutusten varautuneet elimet. Vastustusvoimien riippumattomuus kehon keskinäisestä sijainnista tekee mahdolliseksi kutsua niitä potentiaaliksi.

On mielenkiintoista, että kitkavoima, jonka kaavavaihtelee vuorovaikutteisten kappaleiden nopeuden mukaan, on verrannollinen vastaavan nopeuden neliöön. Tällaiseen voimaan viskoosisen resistanssin voima nestemäisessä tilanteessa.

Liikkuvuus nesteessä ja kaasussa

Kiinteän aineen siirtyminen nesteeseen tai kaasuun,neste lähellä kiinteää pintaa, seuraa viskoosi vastus. Sen alkuperä liittyy kiinteän kappaleen vetämän nesteen kerrosten väliseen vuorovaikutukseen liikkeen aikana. Kerrosten eri nopeus on viskoosisen kitkan lähde. Tämän ilmiön erityispiirteenä on lepäävän kitkan kitkeminen. Riippumatta ulkoisen vaikutuksen suuruudesta, keho tulee liikkeelle nesteessä.

Riippuen liikkumisnopeudesta, voimaresistanssi määritetään liikkeen nopeudella, liikkuvan kappaleen muodolla ja nesteen viskositeetilla. Samaan vartalon vesiin ja öljyyn siirtyminen liittyy erilaisiin suuruusluokkaan.

Pienille nopeuksille: F = kv, missä k on suhteellisuuskerroin riippuen kehon lineaarisista mitoista ja väliaineen ominaisuuksista, v on kehon nopeus.

Nesteen lämpötila vaikuttaa myös kitkaan siinä. Pakkasella ajoneuvon lämmitetty siten, että öljy lämmennyt (viskositeetti laskee) ja auttoi tuhoutumisen vähentämiseksi moottorin yhteystiedot.

Lisää ajonopeutta

Kehon nopeuden merkittävä kasvu voiaiheuttavat turbulenttien virtojen ulkonäköä, kun taas resistanssi kasvaa voimakkaasti. Arvo on: liikkumisnopeuden neliö, väliaineen tiheys ja kehon pinta-ala. Kitkavoiman kaava on erilainen:

F = kv², missä k on suhteellisuuskerroin rungon muodon ja väliaineen ominaisuuksien mukaan, v on kehon nopeus.

Jos keho on virtaviivaista, turbulenssiä voidaan vähentää. Delfiinien ja valaiden rungon muoto on täydellinen esimerkki luonnon lakoista, jotka vaikuttavat eläinten nopeuteen.

Energian lähestymistapa

Kehon liikuttamista estävät ympäristön kestävyys. Energiaa säästävän lain mukaan sanotaan, että mekaanisen energian muutos on yhtä suuri kuin kitkavoimien työ.

Työvoima lasketaan kaavalla: A = Fscosα, missä F on voima, jolla keho liikkuu etäisyydellä s, α on voiman suunnan ja siirtymän välinen kulma.

Ilmeisesti vastusvoima on päinvastainen kuin kehon siirtyminen, mistä cosα = -1. Kitkavoiman työ, jonka kaava on muotoa A_sp = - Fs, arvo on negatiivinen. Samaan aikaan mekaaninen energia muunnetaan sisäiseksi energiaksi (muodonmuutos, lämmitys).

</ p>