Koeffiċjent tal-frizzjoni fit-tidwir u r-rolling

Taħt kondizzjonijiet terrestri, kwalunkwe entità li tiċċaqlaq (jew li tibda taħdem) tiġi f'kuntatt ma 'l-ambjent jew ma' korpi oħra. F'dan il-każ, hemm forzi li jirreżistu l-moviment tagħhom. Dawn il-forzi jissejħu forzi tal-frizzjoni, jittraduċu parti mill- enerġija mekkanika tal- moviment fl-enerġija interna, li hija akkumpanjata minn tisħin tal-korpi u l-ambjent.

Il-frizzjoni hija esterna u interna. L-intern (inkella msejjaħ viskożità) jikkonsisti fid-dehra ta 'forza tanġenzjali bejn is-saffi li jiċċaqilqu ta' likwidu jew gass, li jinterferixxi ma 'dan l-ispostament.

B'kuntrast ma 'dan, il-frizzjoni esterna tinħoloq fil-postijiet ta' kuntatt tas-solidi fil-forma ta 'forza tanġenzjali mal-wiċċ tagħhom u tfixkel l-ispostament reċiproku tagħhom. Min-naħa tagħha, huwa maqsum fi statiċi (frizzjoni tal-mistrieħ) u kinematiku. Il-frizzjoni statika tidher meta tipprova tiċċaqlaq korp wieħed fiss relattiv għall-ieħor. Iċ-ċinematiku jeżisti bejn il-korpi li jiċċaqilqu f'kuntatt ma 'xulxin. Il-frizzjoni esterna tista 'tinqasam fi frizzjoni li tiżżerżaq u tirdir.

X'inhi t-tifsira fiżika tal-frizzjoni? Huwa utli jew ta 'ħsara? L-ewwel daqqa t'għajn, il-frizzjoni tfixkilna biss: id-dettalji tal-mekkaniżmi, it-tajers tal-karozzi jilbsu, il-qigħan ta 'żraben qed jitħassru, eċċ. U l-ħolqien ta' magna ta 'moviment perpetwu huwa impossibbli biss għal din ir-raġuni. Iżda tħares mill-qrib. Tiċħad il-frizzjoni - ma nistgħux nitilqu jew inbiddlu l-ktieb, u lanqas immexxu l-karozza, lanqas tieqaf tiċċaqlaq. Numru kbir ta ' fenomeni fiżiċi fid-dinja huwa bbażat fuq il-frizzjoni. Iż-żewġ kisbiet ewlenin tal-umanità, li ddeterminaw l-iżvilupp taċ-ċivilizzazzjoni - it-tħaffir tan-nar u l-invenzjoni ta 'rota - kienu jkunu impossibbli mingħajrha.

Dan il-fenomenu huwa bbażat fuq in-nuqqas ta 'uniformità ta' kwalunkwe korp: fuq il-kuntatt tal-lott, wieħed dejjem jorbot mal-ħruxija tal-ieħor. Għal uċuħ perfettament lixxi (per eżempju, bir-reqqa), qrib xulxin, il-liġijiet ta 'frizzjoni molekulari, ibbażati fuq l-attrazzjoni reċiproka ta' molekuli, jaġixxu.

Ix-xjenza tat-tribology studies frizzjoni. Fl-1781 il-fiżiku Franċiż S. Coulomb ifformula l-liġijiet bażiċi tal-frizzjoni niexfa. B'mod sperimentali, ix-xjenzat stabbilixxa li l-forza frizzjoni F, li sseħħ waqt li tiżżerżaq, hija direttament proporzjonali għall-forza N li taġixxi fuq il-ġisem tal-pressjoni normali. Din ir-relazzjoni hija kif ġej:

N: F = k ∙ N;

Fejn k hija l-koeffiċjent tal-frizzjoni (koeffiċjent tal-proporzjonalità). Il-valur tiegħu ġie kkalkulat kif ġej: il-korp kien imqiegħed fuq pjan inklinat u l -moviment uniformi tiegħu inkiseb billi tbiddel l-angolu ta 'l-inklinazzjoni . F'dan il-każ, il-forza ta 'frizzjoni F kienet ugwali għall- forza li tmexxi P:

F = P ∙ sin a;

Il-forza N (il-forza tal-pressjoni normali) hija P ∙ ko a; Għalhekk, k = tan a. Il-koeffiċjent tal-frizzjoni huwa għalhekk it-tanġent tal-angolu tal-inklinazzjoni tas-superfiċje li matulu l-ġisem jiżloq b'mod uniformi, jiġifieri b'veloċità kostanti.

Fil-prattika, il-valur tagħha jista 'jiġi kkalkulat biss bejn wieħed u ieħor. L-uċuħ tal-ġisem, bħala regola, huma ftit jew wisq ikkontaminati, għandhom ossidi, sadid u inklużjonijiet oħra. Il-koeffiċjent tal-frizzjoni, stabbilit f'pari għal kombinazzjonijiet ta 'materjali differenti minn esperimenti, huwa inkluż f'tabelli ta' referenza speċjali.

Waqt ir-rolling, il-frizzjoni tqum minħabba li r-rota li tiċċaqlaq hija ftit ippressata fil-wiċċ tat-triq, jiġifieri, imġiegħla tegħleb bump żgħir. Iktar ma jkun diffiċli t-triq, l-iżgħar dan il-bump u inqas il-forza tal-frizzjoni. Il-valur tiegħu huwa kkalkulat f'dan il-każ bil-formula: F = k ∙ N / r, li fiha r hija r-raġġ tar-rota. Konsegwentement, il-koeffiċjent tal-frizzjoni tal-irrolljar għandu dimensjoni ta 'tul. Normalment huwa espress f'ċentimetri b'kuntrast mal-koeffiċjent tal-frizzjoni li tiżżerżaq, li hija kwantità mingħajr dimensjoni.

Kif imsemmi hawn fuq, il-koeffiċjent ta 'frizzjoni interna jeżisti mhux biss għal solidi, iżda wkoll għal-likwidi. Fl-idrawlika, ħafna drabi huwa meħtieġ li jiġi kkalkulat it-telf ta 'enerġija speċifika ta' sistemi idrawliċi li jinqalgħu f'pipelines. Jistgħu jkunu ta 'żewġ tipi: telf ta' tul li jseħħ f'tubi dritti bi fluss uniformi, u telf lokali, li l-kawża tiegħu hija d-deformazzjoni tal-fluss minħabba bidliet fil-forma tal-kanal (kostrizzjoni, espansjoni, dawra). It-telf idrawliku huwa kkalkulat bl-użu ta 'valur simili, li jissejjaħ il- "koeffiċjent ta' frizzjoni idrawliku".