Între corpurile în mișcare din planul contactului lor există o forță de frecare alunecoasă. Acest lucru se datorează în primul rând rugozității suprafețelor de contact și prezenței aderenței în corpurile presate.
În calculele de inginerie, se folosesc de obicei modele tipizate experimental, care cu un anumit grad de precizie reflectă efectul forței de frecare. Aceste legi sunt numite legile de frecare alunecare (Coulomb). Acestea pot fi formulate după cum urmează.
1. Când un corp se deplasează relativ la celălalt în planul contactului lor, apare o forță de frecare F. Modulul său poate lua orice valoare de la zero la Fmax, adică, Forța de frecare este aplicată corpului și este direcționată în direcția opusă direcției posibile a vitezei punctului de aplicare a forței.
2. Forța maximă de frecare este egală cu produsul coeficientului de frecare f prin forța presiunii normale N :.
Coeficientul de fricțiune f este o cantitate fără dimensiuni care depinde de materiale și de starea suprafețelor corpurilor de contact (rugozitate, temperatură, umiditate, etc.). Determinați-o prin experiență.
Distingeți între coeficienții de frecare de repaus și frecare alunecare, acesta din urmă, de regulă, depinde de viteza de alunecare. Coeficientul de fricțiune al odihnei corespunde acestui fapt
Forța maximă de frecare Fmax la care există o stare limită de echilibru. Cea mai mică creștere a forțelor externe poate provoca mișcări. Coeficientul de frecare a odihnei, de regulă, este puțin mai mare decât coeficientul de frecare alunecător. Cu viteza de alunecare crescândă, valoarea coeficientului de frecare al culisantului mai întâi scade ușor și apoi rămâne practic neschimbată. Valorile coeficienților de frecare pentru unele perechi de frecare sunt după cum urmează: arborele de lemn 0,4-0,7; metal pentru metal 0,15-0,25; oțel pe gheață 0,027.
3. Forța maximă de frecare într-un domeniu destul de larg nu depinde de suprafața suprafețelor de contact.
Forța de frecare alunecătoare este uneori numită forța de frecare uscată.
Reacția unei suprafețe aspre. Unghiul de frecare.
Reacția unei suprafețe ideale netede, așa cum s-a menționat deja mai sus, este îndreptată de-a lungul normalului spre suprafață. Pe o suprafață aspră, pot apărea forțe de frecare. Prin urmare, reacția unei suprafețe aspre poate fi reprezentată ca două componente: reacția normală N (egală cu forța presiunii normale din modul) și forța de frecare Fr perpendiculară pe ea.
Reacția totală R = N + F este întotdeauna deviată de la normal la suprafață cu un unghi "alfa". Figura arată acest lucru. Dacă corpul se află pe o suprafață orizontală durată și nu acționează forțe exterioare, cu excepția gravitației, atunci F = 0 și reacția totală R = N și perpendiculară pe suprafața de referință. Aplicând forța F1 corpului, încercăm să ne mișcăm, dar nu se produce, deoarece are loc o forță de frecare F = -F1 și. Cu o creștere a forței F1, forța F va crește și în final, la F1 = Fmax, va exista o stare de echilibru limitată la care reacția totală R va devia de la verticală printr-un unghi "alpha" max, numit unghiul de frecare. Denotând-o cu "fi", ajungem.
Tangenta unghiului de frecare este egală cu coeficientul de frecare. Reacția completă a unei legături neideale la echilibru are o direcție în unghiul de frecare.
Luați în considerare echilibrul unui corp fără greutate pe un plan orizontal dur, sub acțiunea unei forțe înclinate F1 care tinde să o deplaseze.
Corpul va fi deplasat numai atunci când> Fmax =. Cazul limitator al echilibrului corespunde unui astfel de unghi
panta a, pentru care egalitatea =. sau tg # 945; = f. Dacă tg # 945;<=f. то как бы не возрастала сила F1, тело сдвинуть с места невозможно. Возрастающей сдвигающей силе будет противостоять пропорционально ей увеличивающаяся сила трения .
Rotirea vectorului forței F1 în jurul verticalei și menținerea echilibrului limitativ, descriem un con, numit conul de frecare. Dacă proprietățile suprafețelor de contact sunt aceleași în toate direcțiile, atunci unghiul a va fi constant și conul de frecare este circular. Conul de frecare are proprietatea remarcabilă că, dacă forța care acționează asupra corpului este în interiorul ei, atunci corpul va fi întotdeauna în echilibru. Acest lucru explică fenomenele cunoscute de înclinare sau auto-inhibare a corpurilor.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: