Enhver bevegelse i naturen og teknologien, som involverer tilstedeværelsen av fysisk kontakt mellom faste kropper, er ledsaget av friksjon. I denne artikkelen vil vi gi eksempler på friksjonskraften og vise i hvilke tilfeller den spiller en nyttig rolle, og i hvilke den er uønsket.
Hvilke typer friksjon mellom faste stoffer er
I denne artikkelen vil vi kun vurdere eksempler på friksjonskrefter som virker mellom faste gjenstander som har fysisk kontakt med hverandre.
En av de viktige typene friksjon er statisk friksjon. Ut fra selve navnet kan det antas at det manifesterer seg når en kropp hviler på overflaten til en annen. Alle vet at for å flytte en tung gjenstand fra stedet, er det nødvendig å bruke en ekstern kraft rettet langs kontaktflaten til denne gjenstanden og overflaten den står på. Denne kraften motvirkes av den statiske friksjonskraften. Det virker mellom kontaktflatene til legemer. Friksjon av hvile oppstår på grunn av tilstedeværelsen av ruhet på de berørende overflatene, uansett hvordande var ikke jevne.
Den andre typen friksjon vi skal se på er glidende friksjon. Det oppstår også på grunn av den nevnte ruheten, når kroppene begynner å bevege seg i forhold til hverandre ved å gli. Retningen og påføringspunktet for den glidende friksjonskraften er nøyaktig den samme som for statisk friksjon. Den eneste forskjellen mellom disse kreftene er at glidekraften alltid er mindre enn hvilekraften.
Den tredje typen friksjon, som ikke spiller en mindre rolle i teknologien enn de to første, er rullende friksjon. Som navnet sier, vises det når en kropp ruller på overflaten av en annen. Årsaken til rullefriksjon ligger i hysteresen av deformasjon, som fører til "spredning" av den kinetiske energien til det rullende legemet. I en rekke praktiske tilfeller er denne friksjonskraften 10–100 eller flere ganger mindre enn de tidligere betraktede friksjonstypene.
Alle typer friksjonskrefter er direkte proporsjonale med støttereaksjonskraften som sistnevnte virker på den aktuelle kroppen.
Skade og fordeler ved statisk friksjonskraft: eksempler
Av alle de navngitte friksjonstypene er kanskje statisk friksjon den mest "ufarlige". Faktum er at det i praksis nesten alltid spiller en nyttig rolle. Det eneste negative poenget er at det er større enn glidende friksjon. Det siste faktum betyr at for enhver start av bevegelse er det nødvendig å bruke en stor innsats. For eksempel, for å begynne å gå på ski på snø, må du først bokstavelig t alt "rive" dem av snøoverflaten.
Det er mange eksemplerbruk av statisk friksjonskraft. La oss liste dem opp:
- Spiker og skruer som holder to solide trelegemer, plast og metall sammen, utfører sin funksjon gjennom påvirkning av den aktuelle kraften.
- Å gå en person, kjøre bil på veiene skyldes at den statiske friksjonen er større enn den glidende friksjonen. Ellers ville det vært vanskelig for oss å flytte, folk og kjøretøy ville skli på ett sted.
- Alle kropper som hviler på skrånende overflater skyldes virkningen av statisk friksjon. Hvis sistnevnte ikke eksisterte, ville det være umulig å sette en håndbrems på en bil i en skråning eller noen husholdningsartikler på et bord som har en liten helling mot horisonten.
Glidende friksjon og dens fordeler
I motsetning til statisk friksjon, som hovedsakelig spiller en positiv rolle i menneskers liv, er glidende friksjon vanligvis en skadelig kraft. Imidlertid kan to eksempler på nyttig glidende friksjonskraft gis:
- Siden glidende friksjon fører til oppvarming av overflaten til gjenstander (den naturlige og enkleste måten å konvertere mekanisk energi til varme), kan denne effekten brukes til å øke temperaturen på legemer. Så i gamle tider laget våre forfedre ild ved å bruke glidende friksjon.
- Når sjåføren vil stoppe kjøretøyet, trykker han på bremsepedalen. I dette tilfellet glir bremseskivene på innsiden av felgen og bremser rotasjonen.
skadelig glidefriksjon
Eksempler på virkningen av glidende friksjon er bevegelsen av et skap på gulvet når vi ønsker å omorganisere det i et rom, gliring av en skiløper og en skater, glidning av en bils hjul når de er blokkert eller når du kjører på glatt vei, sklir mellom de gnidende delene av mekanismene til forskjellige maskiner.
I alle disse tilfellene spiller glidefriksjon en skadelig rolle. Disse eksemplene på skaden av glidfriksjon skyldes at den hindrer mekanisk bevegelse og "spiser" en viss mengde kinetisk energi (ski, skøyter, bevegelige deler av maskiner). I tillegg fører konvertering av mekanisk energi til termisk energi til oppvarming av gnidningsdeler. En økning i temperaturen fører til en endring i den mikroskopiske strukturen, noe som bryter med materialenes egenskaper. Til slutt fører de oppførte eksemplene på den glidende friksjonskraften til slitasje på gnideflatene, uønskede spor på dem og tynning.
Rullende friksjon og dens skade og fordel
Hvis vi ved roten vurderer spørsmålet om nytten av den rullende friksjonskraften, viser det seg at den ikke eksisterer i det hele tatt. Faktisk forhindrer rullefriksjon alltid mekanisk rotasjon, det fører til slitasje på arbeidsdeler og til uønsket oppvarming. Likevel er rullefenomenet mye brukt i ingeniørfag (lager, kjøretøyhjul). Dette forklares av det faktum at den rullende friksjonskraften er mye mindre enn den tilsvarende glidekraften, noe som reduserer skalaen med størrelsesordener.skadelig påvirkning.
Økning og reduksjon i friksjonskrefter
Som vi så ovenfor i eksemplene, er de statiske og glidende friksjonskreftene noen ganger nyttige og noen ganger skadelige. I denne forbindelse har menneskeheten lenge brukt metoder for å endre friksjonsskalaen, både i retning av å øke den tilsvarende kraften, og i retning av dens reduksjon.
Flotte eksempler på hvordan man kan øke friksjonskraften er strøing av sand og s alt på isen på veiene. Som et resultat av disse handlingene er det en økning i isoverflatens ruhet og som et resultat en økning i kreftene til statisk og glidende friksjon.
En annen måte å øke de aktuelle kreftene på er å bruke spesielle overflater. Et slående eksempel er overflaten på en bils vinterdekk, som er preget av en dyp slitebane og tilstedeværelsen av metallpigger.
Under skikjøring, så vel som under rotasjon av lagre til ulike mekanismer, spiller friksjon en negativ rolle. For å redusere det brukes spesielle smøremidler, vanligvis basert på fett (voks, litol).
