Forcat e fërkimit lindin kur sipërfaqet e dy trupave të ngurtë janë në kontakt të drejtpërdrejtë. Ka forca të fërkimit - pushim, rrëshqitje dhe rrotullim. Kur një trup nuk rrëshqet në sipërfaqen e një trupi tjetër, por rrotullohet, atëherë në këtë rast rezistenca ushtrohet nga forca e fërkimit të rrotullimit. Fërkimi i rrotullimit është dhjetë herë më i vogël se fërkimi i rrëshqitjes. Le të shohim mekanizmin e kësaj force.

Rrotullimi është më i lehtë se tërheqja

AT Jeta e përditshme Ne gëzojmë përfitimet e rrotullimit pothuajse çdo ditë:

• Artikujt e rëndë dhe të rëndë mund të zhvendosen lehtësisht duke vendosur rula ose tuba të rrumbullakët poshtë tyre. Për shembull, për të lëvizur një bosh prej gize që peshon 1 ton në asfalt, duhet të aplikoni një forcë prej 200 kgf - vetëm të fortët e fuqishëm janë të aftë për këtë. Dhe madje edhe një fëmijë mund të rrotullojë të njëjtën bosh në një karrocë, sepse kjo kërkon një forcë prej jo më shumë se 10 kgf;
• Të gjitha automjetet që lëvizin në sipërfaqen e tokës përdorin rrota;
• Për të lehtësuar ngritjen e objekteve të rënda në një lartësi, një bllok në formë rrote është përdorur për një kohë të gjatë;
• Kushinetat me rul dhe top përdoren në të gjitha aplikimet ku kërkohet fërkim minimal në pjesët rrotulluese.

Sigurisht, shpikja e rrotës është një nga arritjet më të shquara të qytetërimit njerëzor.

Oriz. 1. Shembuj të forcës së fërkimit të rrotullimit.

Pra, forca e fërkimit të rrotullimit është forca që ndodh kur një trup rrotullohet në një sipërfaqe pa rrëshqitur. Pika thelbësore në këtë përkufizim është përjashtimi i rrëshqitjes, sepse gjatë rrëshqitjes, fërkimi dhjetëfishohet!

Pse ndodh fërkimi i rrotullimit?

Një objekt i rrumbullakët (disk, top, cilindër) shtypet pak në sipërfaqe gjatë rrotullimit, duke formuar një "gropë dhe tuberkuloz". Rezulton se një trup rrotullues me peshën e vet krijon një pengesë (një tuberkuloz) për vete dhe e kapërcen atë, sikur të rrotullohet gjatë gjithë kohës përpjetë. Në këtë rast, vetë trupi është gjithashtu pak i deformuar.

Arsyeja e dytë është forca kohezive (ngjitja) që ndodh ndërmjet sipërfaqeve në momentin e kontaktit. Ngjitja ndodh si rezultat i ndërveprimit ndërmolekular.

Oriz. 2. Ndodhja e forcës së fërkimit të rrotullimit.

Sa më e vështirë të jetë sipërfaqja në të cilën rrokulliset trupi, aq më e vogël do të jetë "vrima" (dhënia) dhe, për rrjedhojë, forca e fërkimit të rrotullimit do të jetë më e vogël. Rezistenca e rrotullimit është më e vogël se fërkimi i rrëshqitjes sepse zona e kontaktit është zakonisht shumë e vogël dhe për këtë arsye Forca normale, e cila e shtyn trupin në sipërfaqe, është gjithashtu e vogël dhe e pamjaftueshme për të parandaluar lëvizjen e trupit.

Për transportin hekurudhor, ku rrotat dhe shinat janë çeliku, fërkimi i rrotullimit është shumë herë më i vogël se ai i gomave të kamionëve. Nëse vetë trupi dhe sipërfaqja do të ishin absolutisht të ngurta, atëherë forca e fërkimit do të ishte zero.

Çfarë përcakton dhe cila është forca e fërkimit të rrotullimit

Nëse një trup i rrumbullakët, për shembull, një rrotë me një rreze R rrotullohet në sipërfaqe, pastaj për formulën për forcën e fërkimit të rrotullimit F t i drejtë shprehja e mëposhtme:

$ F_t = N * (μ\mbi R) $ (1),

N- forca e shtypjes, N;

μ - koeficienti i fërkimit të rrotullimit, m/N.

Nga formula rezulton se F t rritet me peshën trupore dhe zvogëlohet me rritjen e rrezes së rrotave R. Kjo është e kuptueshme: sa më e madhe të jetë rrota, aq më pak e rëndësishme për të është vrazhdësia e sipërfaqes (tuberkulat) në të cilën rrotullohet.

Koeficienti i fërkimit të rrotullimit μ ka dimensionin $[m/N]$ në ndryshim nga koeficienti i fërkimit të rrëshqitjes k, e cila është pa dimensione.

Oriz. 3. Formula për forcën e fërkimit të rrotullimit.

Kushinetat

Për të zvogëluar fërkimin e rrëshqitjes, së pari u shpik një lubrifikant, i cili bëri të mundur arritjen e një reduktimi të fërkimit me 8-10 herë. Vetëm në fund të shekullit të 19-të lindi ideja për të zëvendësuar fërkimin e rrëshqitjes me fërkimin rrotullues në një kushinetë. Ky zëvendësim kryhet nga kushineta me top dhe rul. Kur rrota ose boshti i motorit rrotullohet, topat (ose rrotullat) rrotullohen përgjatë mëngës (kafazit të topit) dhe boshti ose boshti i rrotës rrotullohen përgjatë topave. Në këtë mënyrë, ishte e mundur që fërkimi të reduktohej dhjetëfish.

Çfarë kemi mësuar?

Pra, mësuam se çfarë është forca e fërkimit rrotullues. Ne shqyrtuam dy mekanizma kryesorë që shkaktojnë këtë forcë. Sipas formulës (1), forca e fërkimit të rrotullimit rritet me peshën e trupit dhe zvogëlohet me rritjen e rrezes së rrotave. Kushinetat me rul dhe topth gjejnë aplikimin e tyre në shumicën e pajisjeve që kanë pjesë rrotulluese.

Kuiz me temë

Raporti i Vlerësimit

Vleresim mesatar: 4.2. Gjithsej vlerësimet e marra: 285.

Fërkimi(ndërveprim i fërkimit) - procesi i bashkëveprimit të trupave gjatë lëvizjes së tyre relative (zhvendosjes) ose kur trupi lëviz në një mjedis të gaztë ose të lëngët.

Dega e fizikës që merret me studimin e proceseve të fërkimit quhet tribologjia(mekanika e bashkëveprimit të fërkimit).

Fërkimi zakonisht ndahet në:

• thatë kur trupat e ngurtë që ndërveprojnë nuk ndahen nga asnjë shtresë / lubrifikant shtesë (përfshirë lubrifikantët e ngurtë) - një rast shumë i rrallë në praktikë; karakteristike tipar dallues fërkimi i thatë - prania e një force të konsiderueshme fërkimi statike;
• kufiri kur zona e kontaktit mund të përmbajë shtresa dhe zona të natyrës së ndryshme (filma oksid, lëng, etj.) - rasti më i zakonshëm në fërkimin e rrëshqitjes;
• lëngshme(viskoze), që lind nga bashkëveprimi i trupave të ndarë nga një shtresë e një trupi të ngurtë (pluhur grafiti), lëng ose gaz (lubrifikant) me trashësi të ndryshme - si rregull, ndodh gjatë fërkimit të rrotullimit, kur trupat e ngurtë zhyten në një lëng. , madhësia e fërkimit viskoz karakterizohet nga viskoziteti i mediumit;
• të përziera kur zona e kontaktit përmban zona të fërkimit të thatë dhe të lëngshëm;
• elastohidrodinamike(viskoelastike) kur fërkimi i brendshëm në lubrifikant është i një rëndësie vendimtare. Ndodh me një rritje të shpejtësisë relative të lëvizjes.

Forca e fërkimit- kjo është një forcë që shfaqet në pikën e kontaktit të trupave dhe pengon lëvizjen relative të tyre.

Shkaqet e forcës së fërkimit:

• vrazhdësia e sipërfaqeve kontaktuese;
• tërheqja reciproke e molekulave të këtyre sipërfaqeve.

Fërkimi rrëshqitësështë forca që lind nga lëvizja përkthimore e njërit prej trupave kontaktues/ndërveprues në raport me tjetrin dhe që vepron mbi këtë trup në drejtim të kundërt me drejtimin e rrëshqitjes.

fërkimi rrotullues- momenti i forcave që lindin nga rrotullimi i njërit prej dy trupave kontaktues/ndërveprues në raport me tjetrin.

Fërkimi i pushimit- forca që lind ndërmjet dy trupave kontaktues dhe parandalon shfaqjen e lëvizjes relative. Kjo forcë duhet të kapërcehet për të vënë në lëvizje dy trupa kontaktues në lidhje me njëri-tjetrin.

Forca e fërkimit është drejtpërdrejt proporcionale me forcën normale të reaksionit, domethënë varet nga sa fort shtypen trupat kundër njëri-tjetrit dhe nga materiali i tyre, prandaj karakteristika kryesore e fërkimit është koeficienti i fërkimit, e cila përcaktohet nga materialet nga të cilat janë bërë sipërfaqet e trupave që ndërveprojnë.

Vishni- një ndryshim në madhësinë, formën, masën ose gjendjen e sipërfaqes së produktit për shkak të shkatërrimit (konsumimit) të shtresës sipërfaqësore gjatë fërkimit.

Funksionimi i çdo makinerie shoqërohet në mënyrë të pashmangshme me fërkime gjatë lëvizjes relative të pjesëve të saj, kështu që është e pamundur të eliminohet plotësisht konsumimi. Sasia e konsumit në kontakt të drejtpërdrejtë të sipërfaqeve është drejtpërdrejt proporcionale me punën e forcave të fërkimit.

Gërvishtja shkaktohet pjesërisht nga veprimi i pluhurit dhe papastërtisë, ndaj është shumë e rëndësishme që pajisja të mbahet e pastër, veçanërisht pjesët e saj që fërkojnë.

Për të luftuar konsumin dhe fërkimin, disa metale zëvendësohen me të tjera që janë më të qëndrueshme, trajtimi termik dhe kimik i sipërfaqeve të fërkimit, përdoret përpunimi i saktë dhe metalet gjithashtu zëvendësohen me zëvendësues të ndryshëm, dizajni ndryshohet, lubrifikimi përmirësohet (ato ndryshojnë paraqiten, futen aditivët) etj.

Në makina, ata përpiqen të parandalojnë fërkimin e drejtpërdrejtë të rrëshqitjes së sipërfaqeve të ngurta, për të cilat ato ose ndahen nga një shtresë lubrifikanti (fërkim i lëngshëm), ose futen elementë shtesë rrotullues (kushineta me top dhe rul) midis tyre.

Rregulli themelor për projektimin e pjesëve të makinerive fërkuese është që elementi më i shtrenjtë dhe më i vështirë për t'u zëvendësuar i palës së fërkimit (boshti) është bërë nga një material më i fortë dhe më rezistent ndaj konsumit (çelik i fortë) dhe më i thjeshtë, më i lirë dhe lehtësisht i zëvendësueshëm. pjesët (predha mbajtëse) janë bërë nga material relativisht i butë me një koeficient të ulët fërkimi (bronz, babbitt).

Shumica e pjesëve të makinerive dështojnë pikërisht për shkak të konsumit, kështu që reduktimi i fërkimit dhe konsumit edhe me 5-10% jep kursime të mëdha, gjë që është e një rëndësie të jashtëzakonshme.

Lista e lidhjeve

1. Fërkimi // Wikipedia. – http://ru.wikipedia.org/wiki/Friction.
2. Veshje (teknologji) // Wikipedia. - http://ru.wikipedia.org/wiki/Wear_(teknologji) .
3. Fërkimi në makina, fërkimi dhe konsumimi në inxhinierinë mekanike // Project-Tekhnar. Auto-teknologjitë progresive. – http://www.studiplom.ru/Technology/Trenie.html.

Pyetje për të kontrolluar

1. Çfarë është fërkimi?
2. Cilat janë llojet e fërkimit?
3. Çfarë e shkakton forcën e fërkimit?
4. Si klasifikohet fërkimi sipas forcave vepruese?
5. Çfarë është veshja dhe si trajtohet?

Konsideroni një rul cilindrik që mbështetet në një plan horizontal (Fig. 67, a). Le të zbatojmë një forcë S në qendrën e saj dhe të vëzhgojmë gjendjen e sheshit me një rritje graduale të kësaj force. Përvoja tregon se lëvizja e rulit nuk fillon menjëherë, por vetëm pasi forca S të arrijë një vlerë të caktuar kufi.

Megjithatë, nga ekuacionet e ekuilibrit të sheshit, të përpiluara edhe duke marrë parasysh forcën e fërkimit statik, rrjedh një përfundim krejtësisht i ndryshëm - lëvizja duhet të fillojë me një forcë arbitrare të vogël S. Në të vërtetë, për një sistem të sheshtë forcash: P (pesha e rulit ), N (reaksioni normal i suportit), T - forca e fërkimit të prehjes dhe forca e aplikuar S në gjendjen e ekuilibrit, duhet të plotësohen të tre ekuacionet e ekuilibrit: .

Në rastin tonë, ekuacioni i tretë ka formën (R është rrezja e rulit) dhe plotësohet vetëm kur ; kur ekuilibri është i pamundur, dhe sheshi i patinazhit vjen në lëvizje me një forcë arbitrare të vogël.

Arsyeja e kontradiktës qëndron në faktin se nuk janë marrë parasysh të gjitha forcat që veprojnë në rul nga sipërfaqja mbajtëse. Kontakti i trupave realë kryhet gjithmonë në një platformë të caktuar, si rezultat i së cilës lind një palë tjetër forcash me një moment të kundërt me drejtimin e rrotullimit të mundshëm të trupit në sipërfaqen mbajtëse (Fig. 67, b).

Kur merret parasysh momenti i fërkimit të rrotullimit, ekuacioni i momenteve në lidhje me pikën O merr formën , e cila heq kontradiktën që ka lindur. Nga ky ekuacion rezulton se ndërsa nuk ka rrotullim, momenti i fërkimit është i barabartë me momentin e forcës lëvizëse. Duke rritur gradualisht forcën S, mund të arrihet në një gjendje të tillë kufizuese kur rritja më e vogël e forcës S shkakton rrotullimin e rulit përgjatë mbështetjes. Në këtë gjendje ekuilibri kufitar, momenti i fërkimit rrotullues merr vlerën e tij më të madhe

Vlera që ka dimensionin e gjatësisë quhet koeficienti i fërkimit të rrotullimit dhe përcaktohet nga eksperimenti ose nga librat e referencës teknike.

Kështu, momenti i fërkimit të rrotullimit ndryshon brenda

duke marrë një vlerë vetëm kur ndodh rrotullimi.

Emri përcakton entitetin.

Fjalë e urtë japoneze

Forca e fërkimit të rrotullimit, siç tregohet nga përvoja shekullore njerëzore, është afërsisht një renditje e madhësisë më e vogël se forca e fërkimit rrëshqitës. Përkundër kësaj, ideja e një kushinetë rrotullues u formulua nga Virlo vetëm në 1772.

Konsideroni konceptet themelore të fërkimit të rrotullimit. Kur rrota rrotullohet në një bazë të palëvizshme dhe kur rrotullohet në një kënd, boshti i saj (pika 0) zhvendoset me një sasi, atëherë një lëvizje e tillë quhet rrotullim i pastër pa rrëshqitje. Nëse rrota (Fig. 51) ngarkohet me forcën N, atëherë për ta bërë atë të lëvizë, është e nevojshme të zbatohet një çift rrotullues. Kjo mund të bëhet duke aplikuar një forcë F në qendrën e saj. Në këtë rast, momenti i forcës F në lidhje me pikën O 1 do të jetë i barabartë me momentin e rezistencës së rrotullimit.

Fig.51. Model i pastër rrotullues

Nëse rrota (Fig. 51) ngarkohet me forcën N, atëherë për ta bërë atë të lëvizë, është e nevojshme të zbatohet një çift rrotullues. Kjo mund të bëhet duke aplikuar një forcë F në qendrën e saj. Në këtë rast, momenti i forcës F në lidhje me pikën O 1 do të jetë i barabartë me momentin e rezistencës së rrotullimit.

Koeficienti i fërkimit të rrotullimitështë raporti i çift rrotullues lëvizës me ngarkesën normale. Kjo vlerë ka dimensionin e gjatësisë.

Karakteristikë pa dimension - koeficienti i rezistencës së rrotullimitështë e barabartë me raportin e punës forca lëvizëse F në rrugën e njësisë drejt ngarkesës normale:

ku: A është puna e forcës lëvizëse;

Gjatësia e një rruge të vetme;

M është momenti i forcës lëvizëse;

Këndi i rrotullimit të rrotës që korrespondon me shtegun.

Kështu, shprehja për koeficientin e fërkimit në rrotullim dhe rrëshqitje janë të ndryshme.

Duhet të theksohet se ngjitja e trupit rrotullues në trase nuk duhet të kalojë forcën e fërkimit, përndryshe rrotullimi do të kthehet në rrëshqitje.

Merrni parasysh lëvizjen e një topi përgjatë gjurmës së një kushinetë rrotullues (Fig. 52a). Si rrethi më i madh diametral ashtu edhe rrathët më të vegjël të seksioneve paralele janë në kontakt me pistën. Rruga e përshkuar nga një pikë në rrathë me rreze të ndryshme është e ndryshme, domethënë ka rrëshqitje.

Kur një top ose rul rrotullohet përgjatë një rrafshi (ose cilindri të brendshëm), kontakti ndodh në një pikë ose përgjatë një linje vetëm teorikisht. Në njësitë e fërkimit real, nën veprimin e ngarkesave të punës, zona e kontaktit deformohet. Në këtë rast, topi kontakton në një rreth të caktuar, dhe rul kontaktet në një drejtkëndësh. Në të dyja rastet, rrotullimi shoqërohet me shfaqjen dhe shkatërrimin e lidhjeve të fërkimit, si në fërkimin rrëshqitës.

Rul, për shkak të deformimit të rrugës, përshkon një shteg që është më i vogël se gjatësia e perimetrit të tij. Kjo shihet qartë kur një cilindër çeliku i ngurtë rrotullohet në një sipërfaqe të sheshtë gome elastike (Fig. 52b). Nëse ngarkesa shkakton vetëm deformime elastike e, atëherë traseja e rrotullimit rikthehet. Me deformime plastike, rruga e garës mbetet.

Fig.52. Rrotullimi: a - një top përgjatë një piste, b - një cilindër përgjatë një baze elastike

Për shkak të pabarazisë së shtigjeve (përgjatë perimetrit të rulit dhe përgjatë sipërfaqes mbështetëse), ndodh rrëshqitja.

Tani është vërtetuar se nuk ka pothuajse asnjë reduktim të fërkimit të rrëshqitjes (nga rrëshqitja) duke përmirësuar cilësinë e përpunimit të sipërfaqeve të kontaktit ose përdorimin e lubrifikantëve. Nga kjo rrjedh se forca e fërkimit të rrotullimit është për shkak të një mase më të madhe jo të rrëshqitjes, por të shpërndarjes së energjisë gjatë deformimit. Meqenëse deformimi është kryesisht elastik, humbja e fërkimit të rrotullimit është rezultat i histerezës elastike.

Histereza elastike konsiston në varësinë e deformimit nën të njëjtat ngarkesa nga sekuenca (shumëfishimi) i veprimeve, domethënë nga historia e ngarkimit. Një pjesë e energjisë ruhet në trupin e deformueshëm, dhe kur tejkalohet një prag i caktuar energjie, ndahet një grimcë konsumimi - shkatërrimi. Humbjet më të mëdha ndodhin kur rrotullohen në një bazë viskoelastike (polimere, gome), më të voglat - në metal me modul të lartë (shina çeliku).

Formula empirike për përcaktimin e forcës së fërkimit të rrotullimit është:

ku: D është diametri i elementit rrotullues.

Analiza e formulës tregon se forca e fërkimit rritet:

Me një rritje të ngarkesës normale;

Me një ulje të madhësisë së trupit rrotullues.

Me një rritje të shpejtësisë së rrotullimit, forca e fërkimit ndryshon pak, por konsumimi rritet. Rritja e shpejtësisë së lëvizjes për shkak të diametrit të rrotës redukton forcën e fërkimit të rrotullimit.

Forca e fërkimit në kushte tokësore shoqëron çdo lëvizje të trupave. Ndodh kur dy trupa vijnë në kontakt, nëse këta trupa lëvizin në lidhje me njëri-tjetrin. Forca e fërkimit drejtohet gjithmonë përgjatë sipërfaqes së kontaktit, në ndryshim nga forca elastike, e cila drejtohet pingul (Fig. 1, Fig. 2).

Oriz. 1. Dallimi ndërmjet drejtimeve të forcës së fërkimit dhe forcës elastike

Oriz. 2. Sipërfaqja vepron në shirit, dhe shufra vepron në sipërfaqe

Ekzistojnë lloje të fërkimit të thatë dhe jo të thatë. Lloji i thatë i fërkimit ndodh kur trupat e ngurtë vijnë në kontakt.

Konsideroni një shirit të shtrirë në një sipërfaqe horizontale (Fig. 3). Ajo ndikohet nga forca e gravitetit dhe forca e reagimit të mbështetjes. Le të veprojmë në shirit me një forcë të vogël , drejtuar përgjatë sipërfaqes. Nëse shufra nuk lëviz, atëherë forca e aplikuar balancohet nga një forcë tjetër, e cila quhet forca statike e fërkimit.

Oriz. 3. Forca e fërkimit statik

Forca statike e fërkimit () e kundërta në drejtim dhe e barabartë në madhësi me forcën që tenton të lëvizë trupin paralel me sipërfaqen e kontaktit të tij me një trup tjetër.

Me një rritje të forcës "prerëse", shufra mbetet në qetësi, prandaj, forca statike e fërkimit gjithashtu rritet. Me një forcë mjaft të madhe, shiriti do të fillojë të lëvizë. Kjo do të thotë që forca statike e fërkimit nuk mund të rritet deri në pafundësi - ekziston një kufi i sipërm, më shumë se i cili nuk mund të jetë. Vlera e këtij kufiri është forca maksimale statike e fërkimit.

Le të veprojmë në shirit me një dinamometër.

Oriz. 4. Matja e forcës së fërkimit me dinamometër

Nëse dinamometri vepron mbi të me një forcë, atëherë mund të shihet se forca maksimale statike e fërkimit bëhet më e madhe me një rritje të masës së shufrës, domethënë me një rritje të forcës së gravitetit dhe forcës së reagimit të mbështetje. Nëse merren matje të sakta, ato do të tregojnë se forca maksimale statike e fërkimit është drejtpërdrejt proporcionale me forcën e reagimit të mbështetjes:

ku është moduli i forcës maksimale statike të fërkimit; N– forca e reagimit mbështetës (presioni normal); - koeficienti i fërkimit statik (proporcionaliteti). Prandaj, forca maksimale statike e fërkimit është drejtpërdrejt proporcionale me forcën e presionit normal.

Nëse kryejmë një eksperiment me një dinamometër dhe një shufër me masë konstante, duke e rrotulluar shiritin në anë të ndryshme (duke ndryshuar zonën e kontaktit me tabelën), mund të shohim se forca maksimale statike e fërkimit nuk ndryshon. Fig. 5). Prandaj, forca maksimale statike e fërkimit nuk varet nga zona e kontaktit.

Oriz. 5. Vlera maksimale e forcës statike të fërkimit nuk varet nga zona e kontaktit

Studimet më të sakta tregojnë se fërkimi statik përcaktohet plotësisht nga forca e aplikuar në trup dhe formula.

Forca statike e fërkimit jo gjithmonë e pengon trupin të lëvizë. Për shembull, forca statike e fërkimit vepron në pjesën e poshtme të këpucës, ndërkohë që jep nxitim dhe ju lejon të ecni në tokë pa rrëshqitur (Fig. 6).

Oriz. 6. Forca e fërkimit statik që vepron në tabanin e këpucës

Një shembull tjetër: forca statike e fërkimit që vepron në timonin e një makine ju lejon të filloni të lëvizni pa rrëshqitur (Fig. 7).

Oriz. 7. Forca statike e fërkimit që vepron në rrotën e makinës

Në ngasjet e rripave, forca statike e fërkimit vepron gjithashtu (Fig. 8).

Oriz. 8. Forca e fërkimit statik në ngasjet e rripave

Nëse trupi është në lëvizje, atëherë forca e fërkimit që vepron mbi të nga ana e sipërfaqes nuk zhduket, ky lloj fërkimi quhet fërkimi rrëshqitës. Matjet tregojnë se forca e fërkimit rrëshqitës është praktikisht e barabartë në madhësi me forcën maksimale të fërkimit statik (Fig. 9).

Oriz. 9. Forca e fërkimit të rrëshqitjes

Forca e fërkimit rrëshqitës drejtohet gjithmonë kundër shpejtësisë së trupit, domethënë parandalon lëvizjen. Rrjedhimisht, kur trupi lëviz vetëm nën veprimin e forcës së fërkimit, ai i jep atij nxitim negativ, domethënë shpejtësia e trupit është vazhdimisht në rënie.

Madhësia e forcës së fërkimit rrëshqitës është gjithashtu proporcionale me forcën e presionit normal.

ku është moduli i forcës së fërkimit rrëshqitës; N– forca e reagimit mbështetës (presioni normal); – koeficienti i fërkimit të rrëshqitjes (proporcionaliteti).

Figura 10 tregon një grafik të varësisë së forcës së fërkimit nga forca e aplikuar. Ajo tregon dy zona të ndryshme. Seksioni i parë, në të cilin forca e fërkimit rritet me një rritje të forcës së aplikuar, korrespondon me fërkimin statik. Seksioni i dytë, ku forca e fërkimit nuk varet nga forca e jashtme, korrespondon me fërkimin rrëshqitës.

Oriz. 10. Grafiku i varësisë së forcës së fërkimit nga forca e aplikuar

Koeficienti i fërkimit të rrëshqitjes përafërsisht. e barabartë me koeficientin fërkimi i pushimit. Në mënyrë tipike, koeficienti i fërkimit të rrëshqitjes është më i vogël se uniteti. Kjo do të thotë se forca e fërkimit rrëshqitës është më e vogël se forca normale e presionit.

Koeficienti i fërkimit të rrëshqitjes është karakteristikë e dy trupave që fërkohen me njëri-tjetrin, varet nga çfarë materialesh janë bërë trupat dhe sa mirë janë përpunuar sipërfaqet (të lëmuara ose të ashpra).

Origjina e forcave të fërkimit statike dhe rrëshqitëse është për faktin se çdo sipërfaqe në nivel mikroskopik nuk është e sheshtë, gjithmonë ka inhomogjenitete mikroskopike në çdo sipërfaqe (Fig. 11).

Oriz. 11. Sipërfaqet e trupave në nivel mikroskopik

Kur dy trupa në kontakt i nënshtrohen një përpjekjeje për të lëvizur në lidhje me njëri-tjetrin, këto inhomogjenitete janë të lidhura dhe e pengojnë këtë lëvizje. Me një sasi të vogël të forcës së aplikuar, ky angazhim është i mjaftueshëm për të parandaluar lëvizjen e trupave, kështu që lind fërkimi statik. Kur forca e jashtme tejkalon fërkimin statik maksimal, atëherë ngjeshja e vrazhdësisë nuk mjafton për të mbajtur trupat dhe ata fillojnë të zhvendosen në raport me njëri-tjetrin, ndërkohë që forca e fërkimit rrëshqitës vepron midis trupave.

Ky lloj fërkimi ndodh kur trupat rrotullohen mbi njëri-tjetrin ose kur një trup rrokulliset në sipërfaqen e një tjetri. Fërkimi i rrotullimit, si fërkimi rrëshqitës, i jep trupit nxitim negativ.

Shfaqja e forcës së fërkimit të rrotullimit është për shkak të deformimit të trupit rrotullues dhe sipërfaqes mbështetëse. Pra, një rrotë e vendosur në një sipërfaqe horizontale deformon këtë të fundit. Kur rrota lëviz, deformimet nuk kanë kohë të rikuperohen, kështu që rrota duhet të ngjitet gjatë gjithë kohës në një kodër të vogël, gjë që shkakton një moment forcash që ngadalëson rrotullimin.

Oriz. 12. Ndodhja e forcës së fërkimit të rrotullimit

Madhësia e forcës së fërkimit rrotullues, si rregull, është shumë herë më e vogël se forca e fërkimit rrëshqitës, të gjitha gjërat e tjera janë të barabarta. Për shkak të kësaj, rrotullimi është një lloj i zakonshëm i lëvizjes në inxhinieri.

Gjatë vozitjes trup i fortë në një lëng ose gaz, një forcë rezistente vepron mbi të nga ana e mediumit. Kjo forcë drejtohet kundër shpejtësisë së trupit dhe ngadalëson lëvizjen (Fig. 13).

Karakteristika kryesore e forcës së rezistencës është se ajo ndodh vetëm në prani të lëvizjes relative të trupit dhe mjedisit të tij. Kjo do të thotë, forca statike e fërkimit në lëngje dhe gazra nuk ekziston. Kjo çon në faktin se një person mund të lëvizë edhe një maune të rëndë që është në ujë.

Oriz. 13. Forca e rezistencës që vepron mbi një trup kur lëviz në një lëng ose gaz

Moduli i forcës së rezistencës varet nga:

Nga madhësia e trupit dhe forma e tij gjeometrike (Fig. 14);

Kushtet e sipërfaqes së trupit (Fig. 15);

Vetitë e një lëngu ose gazi (Fig. 16);

Shpejtësia relative e trupit dhe mjedisit të tij (Fig. 17).

Oriz. 14. Varësia e modulit të forcës së rezistencës nga forma gjeometrike

Oriz. 15. Varësia e modulit të forcës së rezistencës nga gjendja e sipërfaqes së trupit

Oriz. 16. Varësia e modulit të forcës së rezistencës nga vetitë e një lëngu ose gazi

Oriz. 17. Varësia e modulit të forcës së rezistencës nga shpejtësia relative e trupit dhe mjedisit të tij

Figura 18 tregon një grafik të varësisë së forcës së rezistencës nga shpejtësia e trupit. Me një shpejtësi relative të barabartë me zero, forca e tërheqjes nuk vepron në trup. Me një rritje të shpejtësisë relative, forca e rezistencës së pari rritet ngadalë, dhe më pas rritet shkalla e rritjes.

Oriz. 18. Grafiku i varësisë së forcës së rezistencës nga shpejtësia e trupit

Në vlera të ulëta të shpejtësisë relative, forca e tërheqjes është drejtpërdrejt proporcionale me vlerën e kësaj shpejtësie:

ku është vlera e shpejtësisë relative; - koeficienti i rezistencës, i cili varet nga lloji i mediumit viskoz, forma dhe madhësia e trupit.

Nëse shpejtësia relative ka mjaftueshëm rëndësi të madhe, atëherë forca e rezistencës bëhet proporcionale me katrorin e kësaj shpejtësie.

ku është vlera e shpejtësisë relative; është koeficienti i tërheqjes.

Zgjedhja e formulës për çdo rast specifik përcaktohet në mënyrë empirike.

Një trup me masë 600 g lëviz në mënyrë të njëtrajtshme përgjatë një sipërfaqeje horizontale (Fig. 19). Në këtë rast, në të zbatohet një forcë, vlera e së cilës është 1,2 N. Përcaktoni vlerën e koeficientit të fërkimit midis trupit dhe sipërfaqes.