Портал освітньо-інформаційних послуг «Студентська консультація»

  
Телефон +3 8(066) 185-39-18
Телефон +3 8(093) 202-63-01
 (066) 185-39-18
Вконтакте Студентська консультація
 studscon@gmail.com
 facebook.com/studcons

<script>

  (function(i,s,o,g,r,a,m){i['GoogleAnalyticsObject']=r;i[r]=i[r]||function(){

  (i[r].q=i[r].q||[]).push(arguments)},i[r].l=1*new Date();a=s.createElement(o),

  m=s.getElementsByTagName(o)[0];a.async=1;a.src=g;m.parentNode.insertBefore(a,m)

  })(window,document,'script','//www.google-analytics.com/analytics.js','ga');

 

  ga('create', 'UA-53007750-1', 'auto');

  ga('send', 'pageview');

 

</script>

Тертя

Предмет: 
Тип роботи: 
Лекція
К-сть сторінок: 
4
Мова: 
Українська
Оцінка: 
4 ТЕРТЯ
 
Тертя завжди, в одних випадках явно, а в інших приховано, присутнє у практичній діяльності людини і відіграє при цьому як корисну, так і шкідливу роль. Основна властивість тертя – чинити опір будь-якому переміщенню тіла і це, як не парадоксально, з одного боку, допомагає тілу рухатися з певною швидкістю, а з другого – витрачати певну кількість енергії.
Залежно від виду руху тіла по поверхні іншого розрізняють тертя ковзання, кочення і вертіння.
 
4.1 Тертя ковзання. Закон Кулона
 
Розглянемо тіло вагою  , що лежить на шорсткій горизонтальній поверхні (рис.7.1). Якщо до цього тіла прикласти горизонтальну силу  , то на тіло крім двох зрівноважених сил  ,  і сили  , буде діяти сила, що виникає між контактуючими по¬верхнями і яка буде напрямлена протилежно до сили  . Позначимо цю силу  . Ця сила буде чинити опір руху тіла по шорсткій поверхні і в межах модуля сили   буде її зрівноважувати. Силу   називають силою тертя ковзання.
Тертя ковзання має механіко-молекулярну природу. Воно зумовлено як опором, що виникає при механічній деформації мікровиступів шорстких поверхонь, так і подоланням міжмолекулярних зв'язків при дос¬татньому зближенні контактуючих поверхонь.
Таким чином, тертя ковзання – це опір, який виникає при переміщенні або намаганні переміщення одного тіла по поверхні іншого.
Про перше дослідження явища тертя згадується в роботах Леонардо да Вінчі (1452-1519). Однак уперше властивості сил тертя сформулюва¬ли Г.Амонтон (1663-1705) та французький фізик і механік Ш.Кулон (1736-1806).
Розглянемо основні закони Кулона для сухого тертя ковзання.
1. Вектор сили тертя ковзання розміщений у спільній дотичній пло¬щині контактуючих поверхонь і напрямлений у бік, протилежний до напряму руху тіла, залежить від активних сил, і її модуль розміщений між нулем і максимальним значенням, яке досягається в момент порушення стану рівноваги, тобто
 .                                                                     (4.1)
2. Максимальна сила тертя ковзання за інших умов, не залежить від площі контактуючих поверхонь.
3. Максимальна сила тертя ковзання пропорційна нормальному тиску (нормальній реакції):
Fтр.max = fN  ,                                                                              (4.2)
де f – безрозмірний коефіцієнт пропорційності, який називається коефіцієнтом тертя ковзання (статичний коефіцієнт тертя).
Матеріали тіл, між якими виникає тертяЗначення коефіцієнта тертя ковзання f
Сталь по сталі0.15
Сталь по льоду0.027
Дуб по дубу (поперек волокон)0.54
Дуб по дубу (вздовж волокон)0.62
Цегла по бетону0.76
Метал по дереву0.5-0.6
4.Коефіцієнт тертя ковзання f залежить від матеріалу і фізичного стану поверхонь контактуючих тіл (ступеня обробки поверхонь, температури, вологості тощо). Значення коефіцієнта тертя ковзання встановлюються експериментально і наводяться у довідковій літературі. Значення f для деяких матеріалів подано в табл.7.1.
Експериментально коефіцієнти тертя ковзання можна дослідити на простому приладі, схему якого наведемо на рис.7.2. Горизонтальна плита АВ і прямокутний брус D виготовляються з матеріалів, для яких визна¬чають коефіцієнти тертя. На брус D будуть діяти сила ваги  , нормальна реакція  , рушійна сила  , яка при стані спокою зрівноважується силою тертя   (сила   чисельно дорівнює ва¬зі чашки Е з різновагами). Поступово змінюючи вагу чашки Е, знаходимо те значення  , при якому брус D починає рухатись. Очевидно гра¬нична сила тертя  = . А оскільки в цьому випадку N=P, то
 .
Зробивши ряд дослідів, можна переконатися, що при зміні в дея¬ких границях ваги бруса Р величина   зростає пропорційно Р, а зна¬чення fо лишається сталим.
Закон Кулона про граничне значення сили тертя справедливий і для руху одного тіла по поверхні другого з деякою відносною швидкістю. При ковзанні по шорсткій поверхні до нього, крім інших сил, прикладена сила тертя, напрямлена в бік, протилежний напряму швид¬кості тіла. Цю силу деколи називають динамічною силою тертя ковзан¬ня. Модуль цієї сили
 ,                                                                                  (4.3)
де   – коефіцієнт тертя при русі (динамічний коефіцієнт тертя).
Досліди показали, що для більшості матеріалів  <f і   зменшується зі збільшенням відносної швидкості ковзання. Однак для наближених технічних розрахунків вважають, що коефіцієнт тертя ковзання не залежить від відносної швидкості й приймається у межах, наведених у довідковій літературі. 
 
4.2 Кут і конус тертя
 
Нехай тверде тіло під дією активних сил знаходиться на шорсткій поверхні. Повна реакція шорсткої поверхні  (рис.7.3) визначається за довжиною і напрямом діагоналі паралелограма, побудованого на нормальній реакції   і силі тертя  :
  .    
Фото Капча