Sürtünme kuvvetleri, iki katı cismin yüzeyleri doğrudan temas halindeyken ortaya çıkar. Sürtünme kuvvetleri vardır - dinlenme, kayma ve yuvarlanma. Bir cisim başka bir cismin yüzeyinde kaymayıp yuvarlandığında, bu durumda yuvarlanan sürtünme kuvveti direnç gösterir. Yuvarlanma sürtünmesi, kayma sürtünmesinden on kat daha azdır. Bu kuvvetin mekanizmasına bakalım.

Yuvarlamak, çekmekten daha kolaydır

AT Gündelik Yaşam Neredeyse her gün yuvarlanmanın avantajlarından yararlanıyoruz:

• Ağır, hacimli eşyalar, altlarına yuvarlak silindirler veya borular yerleştirilerek kolayca hareket ettirilebilir. Örneğin, asfalt üzerinde 1 ton ağırlığındaki bir dökme demir boşluğu taşımak için 200 kgf'lik bir kuvvet uygulamanız gerekir - bunu yalnızca güçlü güçlü adamlar yapabilir. Ve bir çocuk bile aynı boşluğu bir arabada yuvarlayabilir, çünkü bu 10 kgf'den fazla olmayan bir kuvvet gerektirir;
• Dünya yüzeyinde hareket eden tüm araçlar tekerlek kullanır;
• Ağır nesnelerin bir yüksekliğe kaldırılmasını kolaylaştırmak için uzun süredir tekerlek şeklinde bir blok kullanılmıştır;
• Dönen parçalarda minimum sürtünmenin gerekli olduğu tüm uygulamalarda makaralı ve bilyalı rulmanlar kullanılmaktadır.

Elbette tekerleğin icadı, insan uygarlığının en önemli başarılarından biridir.

Pirinç. 1. Yuvarlanma sürtünme kuvveti örnekleri.

Dolayısıyla, yuvarlanma sürtünme kuvveti, bir vücut bir yüzey üzerinde kaymadan yuvarlandığında ortaya çıkan kuvvettir. Bu tanımdaki esas nokta, kaymanın hariç tutulmasıdır, çünkü kayma sırasında sürtünme on kat artar!

Yuvarlanma sürtünmesi neden oluşur?

Yuvarlanma sırasında yuvarlak bir nesne (disk, top, silindir) yüzeye hafifçe bastırılarak bir "çukur ve yumru" oluşturur. Kendi ağırlığı ile yuvarlanan bir gövdenin kendisi için bir engel (tüberkül) oluşturduğu ve her zaman yokuş yukarı yuvarlanıyormuş gibi üstesinden geldiği ortaya çıktı. Bu durumda, vücudun kendisi de biraz deforme olur.

İkinci sebep ise temas anında yüzeyler arasında oluşan kohezyon kuvvetidir (yapışma). Yapışma, moleküller arası etkileşimin bir sonucu olarak ortaya çıkar.

Pirinç. 2. Yuvarlanma sürtünme kuvvetinin oluşumu.

Gövdenin yuvarlandığı yüzey ne kadar sert olursa, "delik" (çentik) o kadar küçük olur ve bu nedenle yuvarlanma sürtünme kuvveti daha küçük olur. Yuvarlanma direnci kayma sürtünmesinden daha azdır çünkü temas alanı genellikle çok küçüktür ve bu nedenle normal güç Gövdeyi yüzeye bastıran da küçük ve vücudun hareket etmesini engellemek için yetersizdir.

Tekerleklerin ve rayların çelik olduğu demiryolu taşımacılığında, yuvarlanma sürtünmesi kamyon lastiklerinden çok daha azdır. Cismin kendisi ve yüzey kesinlikle katı olsaydı, sürtünme kuvveti sıfır olurdu.

Yuvarlanma sürtünmesinin kuvvetini belirleyen nedir ve nedir

Yuvarlak bir gövde, örneğin yarıçaplı bir tekerlek R yüzeyde yuvarlanır, daha sonra yuvarlanma sürtünme kuvveti formülü için F t adil aşağıdaki ifade:

$ F_t = N * (μ\R üzerinde) $ (1),

N- baskı kuvveti, N;

μ — yuvarlanma sürtünme katsayısı, m/N.

Formülden şu anlama gelir: F t vücut ağırlığı ile artar ve artan tekerlek yarıçapı ile azalır R. Bu anlaşılabilir bir durumdur: tekerlek ne kadar büyükse, üzerinde yuvarlandığı yüzeyin (tüberküller) pürüzlülüğü onun için o kadar az önemlidir.

yuvarlanma sürtünme katsayısı μ kayma sürtünme katsayısının aksine $[m/N]$ boyutuna sahiptir k, ki boyutsuzdur.

Pirinç. 3. Yuvarlanma sürtünme kuvveti formülü.

Rulmanlar

Kayma sürtünmesini azaltmak için ilk önce bir yağlayıcı icat edildi ve bu da sürtünmede 8-10 kat azalma elde etmeyi mümkün kıldı. Bir yataktaki kayma sürtünmesini yuvarlanma sürtünmesiyle değiştirme fikri ancak 19. yüzyılın sonunda ortaya çıktı. Bu değiştirme, bilyalı ve makaralı rulmanlar tarafından gerçekleştirilir. Tekerlek veya motor mili döndüğünde, bilyeler (veya makaralar) manşon (bilye kafesi) boyunca yuvarlanır ve mil veya tekerlek aksı bilyeler boyunca yuvarlanır. Bu şekilde sürtünmeyi on kat azaltmak mümkün oldu.

Ne öğrendik?

Böylece yuvarlanan sürtünme kuvvetinin ne olduğunu öğrendik. Bu güce neden olan iki ana mekanizmayı düşündük. Formül (1)'e göre, yuvarlanma sürtünme kuvveti vücut ağırlığı ile artar ve artan tekerlek yarıçapı ile azalır. Makaralı ve bilyalı rulmanlar, uygulamalarını dönen parçaları olan çoğu cihazda bulur.

Konu testi

Rapor Değerlendirmesi

Ortalama puanı: 4.2. Alınan toplam puan: 285.

Sürtünme(sürtünme etkileşimi) - cisimlerin göreceli hareketleri (yer değiştirme) sırasında veya vücut gaz veya sıvı bir ortamda hareket ettiğinde etkileşim süreci.

Sürtünme süreçlerini inceleyen fizik dalına denir. triboloji(sürtünme etkileşiminin mekaniği).

Sürtünme genellikle ikiye ayrılır:

• kuru etkileşen katılar herhangi bir ek katman / yağlayıcı (katı yağlayıcılar dahil) ile ayrılmadığında - pratikte çok nadir görülen bir durum; karakteristik ayırt edici özellik kuru sürtünme - önemli bir statik sürtünme kuvvetinin varlığı;
• sınır temas alanı çeşitli yapıdaki katmanları ve alanları (oksit filmler, sıvı vb.) içerebildiğinde - kayma sürtünmesinde en yaygın durum;
• sıvı(viskoz), çeşitli kalınlıklarda bir katı gövde (grafit tozu), sıvı veya gaz (yağlayıcı) tabakası ile ayrılan gövdelerin etkileşiminden kaynaklanan - kural olarak, katı gövdeler bir sıvıya daldırıldığında, yuvarlanma sürtünmesi sırasında oluşur. , viskoz sürtünmenin büyüklüğü ortamın viskozitesi ile karakterize edilir;
• karışık temas alanı kuru ve sıvı sürtünme alanları içerdiğinde;
• elastohidrodinamik(viskoelastik) yağlayıcıdaki iç sürtünme belirleyici bir öneme sahip olduğunda. Göreceli hareket hızlarında bir artış ile oluşur.

Sürtünme kuvveti- bu, cisimlerin temas noktasında meydana gelen ve göreceli hareketlerini engelleyen bir kuvvettir.

Sürtünme kuvvetinin nedenleri:

• temas eden yüzeylerin pürüzlülüğü;
• bu yüzeylerin moleküllerinin karşılıklı çekimi.

kayma sürtünmesi temas eden/etkileşen cisimlerden birinin diğerine göre öteleme hareketinden kaynaklanan ve bu cisme kayma yönünün tersi yönde etki eden kuvvettir.

yuvarlanma sürtünmesi- birbirine temas eden / etkileşen iki gövdeden birinin diğerine göre yuvarlanmasından kaynaklanan kuvvetlerin momenti.

Dinlenme sürtünmesi- iki temas eden cisim arasında ortaya çıkan ve bağıl hareketin oluşmasını engelleyen kuvvet. Temas halindeki iki cismi birbirine göre hareket ettirmek için bu kuvvetin üstesinden gelinmesi gerekir.

Sürtünme kuvveti, normal tepki kuvvetiyle doğru orantılıdır, yani cisimlerin birbirlerine ve malzemelerine ne kadar kuvvetle bastırıldığına bağlıdır, bu nedenle sürtünmenin ana özelliği şudur: sürtünme katsayısı etkileşen cisimlerin yüzeylerinin yapıldığı malzemeler tarafından belirlenir.

Giymek- sürtünme sırasında yüzey tabakasının tahrip olması (aşınması) nedeniyle ürün yüzeyinin boyutunda, şeklinde, kütlesinde veya durumunda bir değişiklik.

Herhangi bir makinenin çalışmasına, parçalarının göreceli hareketi sırasında kaçınılmaz olarak sürtünme eşlik eder, bu nedenle aşınmayı tamamen ortadan kaldırmak imkansızdır. Yüzeylerin doğrudan temasındaki aşınma miktarı, sürtünme kuvvetlerinin işi ile doğru orantılıdır.

Aşınma kısmen toz ve kirin etkisiyle oluşur, bu nedenle ekipmanın, özellikle sürtünme parçalarının temiz tutulması çok önemlidir.

Aşınma ve sürtünmeyle mücadele etmek için, bazı metaller daha kararlı olan diğerleriyle değiştirilir, sürtünme yüzeylerinin termal ve kimyasal tedavisi, hassas işleme kullanılır ve metaller de çeşitli ikamelerle değiştirilir, tasarım değiştirilir, yağlama iyileştirilir (değişirler) görünüm, katkı maddeleri tanıtıldı), vb.

Makinelerde, ya bir yağlayıcı tabakası (sıvı sürtünmesi) ile ayrıldıkları ya da aralarına ilave yuvarlanma elemanları (bilyalı ve makaralı rulmanlar) yerleştirildikleri katı yüzeylerin doğrudan kayma sürtünmesini önlemeye çalışırlar.

Sürtünme makinesi parçalarının tasarımı için temel kural, sürtünme çiftinin (şaft) değiştirilmesi daha pahalı ve zor olan elemanın daha sert ve aşınmaya daha dayanıklı bir malzemeden (sert çelik) yapılması ve daha basit, daha ucuz ve kolayca değiştirilebilir olmasıdır. parçalar (yatak kovanları) düşük sürtünme katsayısına (bronz, babbitt) sahip nispeten yumuşak malzemeden yapılmıştır.

Çoğu makine parçası tam olarak aşınma nedeniyle arızalanır, bu nedenle sürtünmeyi ve aşınmayı %5-10 oranında azaltmak bile olağanüstü derecede önemli olan büyük tasarruflar sağlar.

Bağlantı Listesi

1. Sürtünme // Vikipedi. – http://ru.wikipedia.org/wiki/Friction.
2. Aşınma (teknoloji) // Wikipedia. - http://ru.wikipedia.org/wiki/Wear_(teknoloji) .
3. Makinelerde sürtünme, makine mühendisliğinde sürtünme ve aşınma // Project-Tekhnar. İlerici oto-teknolojiler. – http://www.studiplom.ru/Technology/Trenie.html .

Kontrol edilecek sorular

1. Sürtünme nedir?
2. Sürtünme türleri nelerdir?
3. Sürtünme kuvvetine ne sebep olur?
4. Etki eden kuvvetlere göre sürtünme nasıl sınıflandırılır?
5. Aşınma nedir ve nasıl tedavi edilir?

Yatay bir düzlem üzerinde duran silindirik bir silindiri düşünün (Şek. 67, a). Merkezine bir S kuvveti uygulayalım ve bu kuvvette kademeli bir artışla pistin durumunu gözlemleyelim. Deneyimler, silindirin hareketinin hemen başlamadığını, ancak S kuvveti belirli bir sınır değerine ulaştıktan sonra başladığını göstermektedir.

Bununla birlikte, statik sürtünme kuvveti dikkate alınarak bile derlenen pistin denge denklemlerinden tamamen farklı bir sonuç çıkar - hareket keyfi olarak küçük bir S kuvveti ile başlamalıdır. Gerçekten de, düz bir kuvvetler sistemi için: P (silindir ağırlığı) ), N (desteğin normal reaksiyonu), T - dinlenmenin sürtünme kuvveti ve denge durumunda uygulanan kuvvet S, üç denge denkleminin tümü yerine getirilmelidir: .

Bizim durumumuzda, üçüncü denklem forma sahiptir (R, silindirin yarıçapıdır) ve yalnızca şu durumda sağlanır; denge imkansız olduğunda ve buz pateni pisti keyfi olarak küçük bir kuvvetle harekete geçtiğinde.

Çelişkinin nedeni, rulman yüzeyinden silindire etki eden tüm kuvvetlerin dikkate alınmamasıdır. Gerçek cisimlerin teması her zaman belirli bir platform üzerinde gerçekleştirilir, bunun bir sonucu olarak, vücudun destek yüzeyindeki olası yuvarlanma yönünün tersine bir momentle başka bir çift kuvvet ortaya çıkar (Şekil 67, b).

Yuvarlanma sürtünmesi momenti dikkate alındığında, O noktasına göre momentlerin denklemi şeklini alır ve ortaya çıkan çelişkiyi ortadan kaldırır. Bu denklemden, yuvarlanma olmadığında, sürtünme momentinin hareket eden kuvvetin momentine eşit olduğu sonucu çıkar. S kuvvetini kademeli olarak artırarak, S kuvvetindeki en ufak bir artış silindirin destek boyunca yuvarlanmasına neden olduğunda böyle bir sınırlayıcı duruma gelinebilir. Bu limit denge durumunda, yuvarlanma sürtünme momenti en büyük değerini alır.

Uzunluk boyutuna sahip değer, yuvarlanma sürtünme katsayısı olarak adlandırılır ve deneyden veya teknik referans kitaplarından belirlenir.

Yuvarlanma sürtünme momenti böylece değişir

yalnızca yuvarlanma gerçekleştiğinde bir değer alır.

Ad, varlığı tanımlar.

Japon atasözü

Yüzlerce yıllık insan deneyiminin gösterdiği gibi, yuvarlanan sürtünme kuvveti, kayma sürtünme kuvvetinden yaklaşık olarak daha küçüktür. Buna rağmen, rulman fikri Virlo tarafından sadece 1772'de formüle edildi.

Yuvarlanma sürtünmesinin temel kavramlarını düşünün. Tekerlek sabit bir taban üzerinde yuvarlandığında ve bir açıyla dönerken ekseni (0 noktası) bir miktar kaydığında böyle bir harekete denir. saf haddeleme kayma olmadan. Tekerleğe (Şekil 51) N kuvveti yükleniyorsa, hareket ettirmek için bir tork uygulamak gerekir. Bu, merkezine bir F kuvveti uygulanarak yapılabilir. Bu durumda, O1 noktasına göre F kuvveti momenti, yuvarlanma direnci momentine eşit olacaktır.

Şekil 51. Saf haddeleme şeması

Tekerleğe (Şekil 51) N kuvveti yükleniyorsa, hareket ettirmek için bir tork uygulamak gerekir. Bu, merkezine bir F kuvveti uygulanarak yapılabilir. Bu durumda, O1 noktasına göre F kuvveti momenti, yuvarlanma direnci momentine eşit olacaktır.

yuvarlanma sürtünme katsayısı tahrik torkunun normal yüke oranıdır. Bu değer uzunluk ölçüsüne sahiptir.

Boyutsuz karakteristik - yuvarlanma direnci katsayısı işin oranına eşittir itici güç Normal yüke giden birim yolundaki F:

burada: A, itici gücün işidir;

Tek bir yolun uzunluğu;

M, itici kuvvetin momentidir;

Yola karşılık gelen tekerleğin dönüş açısı.

Bu nedenle, yuvarlanma ve kaymadaki sürtünme katsayısının ifadesi farklıdır.

Yuvarlanan gövdenin patikaya yapışmasının sürtünme kuvvetini aşmaması gerektiğine dikkat edilmelidir, aksi takdirde yuvarlanma kaymaya dönüşecektir.

Rulmanın yolu boyunca bir topun hareketini düşünün (Şekil 52a). Hem en büyük çaplı daire hem de paralel bölümlerin daha küçük daireleri ray ile temas halindedir. Bir noktanın yarıçapları farklı çemberler üzerinde aldığı yol farklıdır, yani kayma vardır.

Bir top veya silindir bir düzlem (veya iç silindir) boyunca yuvarlandığında, temas yalnızca teorik olarak bir noktada veya bir çizgi boyunca gerçekleşir. Gerçek sürtünme birimlerinde, çalışma yüklerinin etkisi altında temas bölgesi deforme olur. Bu durumda, bilye belirli bir daire içinde temas eder ve silindir bir dikdörtgen içinde temas eder. Her iki durumda da, kayma sürtünmesinde olduğu gibi, yuvarlanmaya sürtünme bağlarının görünümü ve yıkımı eşlik eder.

Silindir, yuvarlanma yolunun deformasyonu nedeniyle, çevresinin uzunluğundan daha kısa bir yol kat eder. Bu, sert bir çelik silindir düz elastik kauçuk bir yüzey üzerinde yuvarlandığında açıkça görülmektedir (Şekil 52b). Yük sadece elastik deformasyonlara neden oluyorsa e, o zaman haddeleme yolu geri yüklenir. Plastik deformasyonlarla kanal kalır.

Şekil 52. Yuvarlanma: a - pist boyunca bir top, b - elastik bir taban boyunca bir silindir

Yolların eşitsizliği nedeniyle (silindirin çevresi boyunca ve destek yüzeyi boyunca), kayma meydana gelir.

Temas yüzeylerinin işlenmesinin kalitesinin veya yağlayıcıların kullanımının iyileştirilmesiyle kayma sürtünmesinde (kaymadan kaynaklanan) neredeyse hiç azalma olmadığı artık tespit edilmiştir. Bundan, yuvarlanma sürtünme kuvvetinin büyük ölçüde kaymadan değil, deformasyon sırasında enerjinin dağılmasından kaynaklandığı sonucu çıkar. Deformasyon esas olarak elastik olduğu için, yuvarlanma sürtünmesi kaybı, elastik histerezisin sonucudur.

Elastik histerezis, aynı yükler altındaki deformasyonun, eylemlerin sırasına (çokluğuna), yani yükleme geçmişine bağımlılığından oluşur. Enerjinin bir kısmı deforme olabilen gövdede depolanır ve belirli bir enerji eşiği aşıldığında, aşınma parçacığı ayrılır - yıkım. En büyük kayıplar, viskoelastik bir taban (polimerler, kauçuk), en küçük - yüksek modüllü metal (çelik raylar) üzerinde yuvarlanırken meydana gelir.

Yuvarlanma sürtünme kuvvetini belirlemek için ampirik formül:

burada: D, yuvarlanan elemanın çapıdır.

Formülün analizi, sürtünme kuvvetinin arttığını gösterir:

Normal yükte bir artış ile;

Yuvarlanan gövdenin boyutunda bir azalma ile.

Yuvarlanma hızındaki artışla sürtünme kuvveti çok az değişir, ancak aşınma artar. Tekerleğin çapı nedeniyle hareket hızının arttırılması, yuvarlanma sürtünme kuvvetini azaltır.

Karasal koşullarda sürtünme kuvveti, cisimlerin herhangi bir hareketine eşlik eder. Bu cisimler birbirine göre hareket ederse, iki cisim temas ettiğinde ortaya çıkar. Sürtünme kuvveti, dik olarak yönlendirilen elastik kuvvetin aksine, her zaman temas yüzeyi boyunca yönlendirilir (Şekil 1, Şekil 2).

Pirinç. 1. Sürtünme kuvveti ile elastik kuvvetin yönleri arasındaki fark

Pirinç. 2. Yüzey çubuğa etki eder ve çubuk yüzey üzerinde hareket eder

Kuru ve kuru olmayan sürtünme türleri vardır. Katılar temas ettiğinde kuru tip sürtünme meydana gelir.

Yatay bir yüzey üzerinde duran bir çubuk düşünün (Şek. 3). Yerçekimi kuvvetinden ve desteğin tepki kuvvetinden etkilenir. Küçük bir kuvvetle çubuğa etki edelim , yüzey boyunca yönlendirilir. Çubuk hareket etmezse, uygulanan kuvvet, statik sürtünme kuvveti adı verilen başka bir kuvvetle dengelenir.

Pirinç. 3. Statik sürtünme kuvveti

Statik sürtünme kuvveti () cismi başka bir cisimle temas yüzeyine paralel olarak hareket ettirme eğiliminde olan kuvvete zıt yönde ve büyüklükte eşittir.

"Kesme" kuvvetindeki bir artışla, çubuk hareketsiz kalır, bu nedenle statik sürtünme kuvveti de artar. Yeterince büyük bir kuvvetle, çubuk hareket etmeye başlayacaktır. Bu, statik sürtünme kuvvetinin sonsuza kadar artamayacağı anlamına gelir - bir üst sınır vardır, bundan daha fazlası olamaz. Bu limitin değeri maksimum statik sürtünme kuvvetidir.

Bir dinamometre ile çubuk üzerinde hareket edelim.

Pirinç. 4. Sürtünme kuvvetinin dinamometre ile ölçülmesi

Dinamometre üzerine bir kuvvetle etki ederse, maksimum statik sürtünme kuvvetinin, çubuğun kütlesindeki bir artışla, yani yerçekimi kuvvetinin ve tepki kuvvetinin artmasıyla daha büyük olduğu görülebilir. destek. Doğru ölçümler alınırsa, maksimum statik sürtünme kuvvetinin desteğin tepki kuvvetiyle doğru orantılı olduğunu gösterecektir:

maksimum statik sürtünme kuvvetinin modülü nerede; N– destek tepki kuvveti (normal basınç); - statik sürtünme katsayısı (orantılılık). Bu nedenle, maksimum statik sürtünme kuvveti, normal basıncın kuvveti ile doğru orantılıdır.

Bir dinamometre ve sabit kütleli bir çubukla bir deney yaparsak, çubuğu farklı taraflarda döndürürken (tablo ile temas alanını değiştirirken), maksimum statik sürtünme kuvvetinin değişmediğini görebiliriz ( Şekil 5). Bu nedenle maksimum statik sürtünme kuvveti temas alanına bağlı değildir.

Pirinç. 5. Statik sürtünme kuvvetinin maksimum değeri, temas alanına bağlı değildir.

Daha doğru çalışmalar, statik sürtünmenin tamamen gövdeye ve formüle uygulanan kuvvet tarafından belirlendiğini göstermektedir.

Statik sürtünme kuvveti cismin hareket etmesini her zaman engellemez. Örneğin, statik sürtünme kuvveti ayakkabının tabanına etki ederek hızlanma sağlar ve zeminde kaymadan yürümenizi sağlar (Şekil 6).

Pirinç. 6. Ayakkabının tabanına etki eden statik sürtünme kuvveti

Başka bir örnek: Bir arabanın tekerleğine etki eden statik sürtünme kuvveti, kaymadan hareket etmeye başlamanızı sağlar (Şekil 7).

Pirinç. 7. Araba tekerleğine etki eden statik sürtünme kuvveti

Kayış tahriklerinde statik sürtünme kuvveti de etki eder (Şekil 8).

Pirinç. 8. Kayış tahriklerinde statik sürtünme kuvveti

Vücut hareket ediyorsa, yüzeyin yanından ona etki eden sürtünme kuvveti kaybolmaz, bu tür sürtünmeye denir. kayma sürtünmesi. Ölçümler, kayma sürtünme kuvvetinin, büyüklük olarak statik sürtünmenin maksimum kuvvetine pratik olarak eşit olduğunu göstermektedir (Şekil 9).

Pirinç. 9. Kayma sürtünme kuvveti

Kayma sürtünme kuvveti her zaman cismin hızına karşıdır, yani hareketi engeller. Sonuç olarak, vücut sadece sürtünme kuvvetinin etkisi altında hareket ettiğinde, ona negatif ivme kazandırır, yani vücudun hızı sürekli azalır.

Kayma sürtünme kuvvetinin büyüklüğü de normal basıncın kuvvetiyle orantılıdır.

kayma sürtünme kuvvetinin modülü nerede; N– destek tepki kuvveti (normal basınç); – kayma sürtünme katsayısı (orantılılık).

Şekil 10, sürtünme kuvvetinin uygulanan kuvvete bağımlılığının bir grafiğini göstermektedir. İki farklı alanı gösterir. Uygulanan kuvvetin artmasıyla sürtünme kuvvetinin arttığı ilk bölüm statik sürtünmeye karşılık gelir. Sürtünme kuvvetinin dış kuvvete bağlı olmadığı ikinci kısım, kayma sürtünmesine karşılık gelir.

Pirinç. 10. Sürtünme kuvvetinin uygulanan kuvvete bağımlılığının grafiği

Kayma sürtünme katsayısı yakl. katsayısına eşit dinlenme sürtünmesi. Tipik olarak, kayma sürtünme katsayısı birden azdır. Bu, kayma sürtünme kuvvetinin normal basınç kuvvetinden daha az olduğu anlamına gelir.

Kayma sürtünme katsayısı, birbirine sürtünen iki cismin bir özelliğidir, bu, cisimlerin hangi malzemelerden yapıldığına ve yüzeylerin ne kadar iyi işlendiğine (pürüzsüz veya pürüzlü) bağlıdır.

Statik ve kayan sürtünme kuvvetlerinin kaynağı, mikroskobik seviyedeki herhangi bir yüzeyin düz olmaması gerçeğinden kaynaklanmaktadır, herhangi bir yüzeyde her zaman mikroskobik homojensizlikler vardır (Şekil 11).

Pirinç. 11. Mikroskobik düzeyde vücut yüzeyleri

Temas halindeki iki cisim birbirine göre hareket etme girişimine maruz kaldığında, bu homojensizlikler çengellenir ve bu hareketi engeller. Az miktarda uygulanan kuvvet ile bu kavrama, cisimlerin hareket etmesini önlemek için yeterlidir, bu nedenle statik sürtünme ortaya çıkar. Ne zaman dış güç maksimum statik sürtünmeyi aşarsa, o zaman pürüzlülüğün angajmanı cisimleri tutmak için yeterli olmaz ve cisimler arasında kayma sürtünme kuvveti hareket ederken birbirlerine göre kaymaya başlarlar.

Bu tip Sürtünme cisimler birbirinin üzerinde yuvarlandığında veya bir cisim diğerinin yüzeyinde yuvarlandığında meydana gelir. Yuvarlanma sürtünmesi, kayma sürtünmesi gibi, vücuda negatif ivme kazandırır.

Yuvarlanma sürtünme kuvvetinin meydana gelmesi, yuvarlanan gövdenin ve destek yüzeyinin deformasyonundan kaynaklanmaktadır. Böylece, yatay bir yüzeye yerleştirilmiş bir tekerlek, ikincisini deforme eder. Tekerlek hareket ettiğinde, deformasyonların düzelmesi için zaman yoktur, bu nedenle tekerlek her zaman küçük bir tepeye tırmanmak zorundadır, bu da yuvarlanmayı yavaşlatan bir kuvvet anına neden olur.

Pirinç. 12. Yuvarlanma sürtünme kuvvetinin oluşumu

Kural olarak, yuvarlanan sürtünme kuvvetinin büyüklüğü, diğer her şey eşit olduğunda, kayma sürtünme kuvvetinden birçok kez daha azdır. Bu nedenle, haddeleme mühendislikte yaygın bir hareket türüdür.

Sürüş sırasında sağlam vücut bir sıvı veya gazda, ortamın yanından bir direnç kuvveti etki eder. Bu kuvvet vücudun hızına karşı yönlendirilir ve hareketi yavaşlatır (Şekil 13).

Direnç kuvvetinin temel özelliği, yalnızca cismin ve çevresinin bağıl hareketinin varlığında meydana gelmesidir. Yani sıvılarda ve gazlarda statik sürtünme kuvveti yoktur. Bu, bir kişinin sudaki ağır bir mavnayı bile hareket ettirebilmesine yol açar.

Pirinç. 13. Bir sıvı veya gaz içinde hareket ederken bir cisme etkiyen direnç kuvveti

Direnç kuvveti modülü şunlara bağlıdır:

Vücudun boyutundan ve geometrik şeklinden (Şek. 14);

Vücut yüzeyinin koşulları (Şekil 15);

Bir sıvı veya gazın özellikleri (Şekil 16);

Vücudun ve çevresinin göreceli hızı (Şekil 17).

Pirinç. 14. Direnç kuvveti modülünün geometrik şekil üzerindeki bağımlılıkları

Pirinç. 15. Direnç kuvveti modülünün vücut yüzeyinin durumuna bağımlılıkları

Pirinç. 16. Bir sıvı veya gazın özelliklerine direnç kuvveti modülünün bağımlılıkları

Pirinç. 17. Direnç kuvveti modülünün cismin ve çevresinin nispi hızına bağımlılıkları

Şekil 18, direnç kuvvetinin vücudun hızına bağımlılığının bir grafiğini göstermektedir. Sıfıra eşit bir bağıl hızda, sürükleme kuvveti cisme etki etmez. Göreceli hızın artmasıyla direnç kuvveti önce yavaş büyür ve daha sonra büyüme hızı artar.

Pirinç. 18. Direnç kuvvetinin vücudun hızına bağımlılığının grafiği

Göreceli hızın düşük değerlerinde, sürükleme kuvveti bu hızın değeri ile doğru orantılıdır:

bağıl hızın değeri nerede; - viskoz ortamın türüne, gövdenin şekline ve boyutuna bağlı olan direnç katsayısı.

Göreceli hız yeterliyse büyük önem, daha sonra direnç kuvveti bu hızın karesi ile orantılı hale gelir.

bağıl hızın değeri nerede; sürükleme katsayısıdır.

Her özel durum için formül seçimi ampirik olarak belirlenir.

600 g kütleli bir cisim yatay bir yüzey boyunca düzgün bir şekilde hareket etmektedir (Şek. 19). Bu durumda, değeri 1,2 N olan bir kuvvet uygulanır. Gövde ile yüzey arasındaki sürtünme katsayısının değerini belirleyin.