Site Loader

Содержание

Коэффициент трения скольжения не зависит от. Определение коэффициента сухого трения. Разновидности силы трения

На вопрос От чего зависит коэффициент трения скольжения? заданный автором Европейский лучший ответ это от материала поверхностей
от шероховатости поверхностей (гладкие или нет)
легко проверяется.. .
1) алюминиевые санки по снегу или по асфальту.. .
2) два деревянных бруска — отшлифованные или только что отпиленные.. .

Ответ от Илья Ерёмин [новичек]
Сила трения скольжения — силы, возникающие между соприкасающимися телами при их относительном движении. Если между телами отсутствует жидкая или газообразная прослойка (смазка) , то такое трение называется сухим. В противном случае, трение называется «жидким». Характерной отличительной чертой сухого трения является наличие трения покоя.
Опытным путём установлено, что сила трения зависит от силы давления тел друг на друга (силы реакции опоры) , от материалов трущихся поверхностей, от скорости относительного движения и не зависит от площади соприкосновения. (Это можно объяснить тем, что никакое тело не является абсолютно ровным. Поэтому истинная площадь соприкосновения гораздо меньше наблюдаемой. Кроме того, увеличивая площадь, мы уменьшаем удельное давление тел друг на друга.) Величина, характеризующая трущиеся поверхности, называется коэффициентом трения, и обозначается чаще всего латинской буквой «k» или греческой буквой «μ». Она зависит от природы и качества обработки трущихся поверхностей. Кроме того, коэффициент трения зависит от скорости. Впрочем, чаще всего эта зависимость выражена слабо, и если большая точность измерений не требуется, то к можно считать постоянным.

В первом приближении величина силы трения скольжения может быть рассчитана по формуле:
, где
— коэффициент трения скольжения,
— сила нормальной реакции опоры.
По физике взаимодействия трение принято разделять на:
Сухое, когда взаимодействующие твёрдые тела не разделены никакими дополнительными слоями/смазками — очень редко встречающийся на практике случай. Характерная отличительная черта сухого трения — наличие значительной силы трения покоя.
Сухое с сухой смазкой (графитовым порошком)
Жидкостное, при взаимодействии тел, разделённых слоем жидкости или газа (смазки) различной толщины — как правило, встречается при трении качения, когда твёрдые тела погружены в жидкость;
Смешанное, когда область контакта содержит участки сухого и жидкостного трения;
Граничное, когда в области контакта могут содержатся слои и участки различной природы (окисные плёнки, жидкость и т. д.) — наиболее распространённый случай при трении скольжения.
В связи со сложностью физико-химических процессов, протекающих в зоне фрикционного взаимодействия, процессы трения принципиально не поддаются описанию с помощью методов классической механики.
При механических процессах всегда происходит в большей или меньшей степени преобразование механического движения в другие формы движения материи (чаще всего в тепловую форму движения). В последнем случае взаимодействия между телами носят названия сил трения.
Опыты с движением различных соприкасающихся тел (твёрдых по твёрдым, твёрдых в жидкости или газе, жидких в газе и т. п.) с различным состоянием поверхностей соприкосновения показывают, что силы трения проявляются при относительном перемещении соприкасающихся тел и направлены против вектора относительной скорости тангенциально к поверхности соприкосновения. При этом всегда происходит нагревание взаимодействующих тел.
Силами трения называются тангенциальные взаимодействия между соприкасающимися телами, возникающие при их относительном перемещении. Силы трения возникающие при относительном перемещении различных тел, называются силами внешнего трения.
Силы трения возникают и при относительном перемещении частей одного и того же тела. Трение между слоями одного и того же тела называется внутренним трением.
В реальных движениях всегда возникают силы трения большей или меньшей величины. Поэтому при составлении уравнений движения, строго говоря, мы должны в число действующих на тело сил всегда вводить силу трения F тр.
Тело движется равномерно и прямолинейно, когда внешняя сила уравновешивает возникающую при движении силу трения.
Для измерения силы трения, действующей на тело, достаточно измерить силу, которую необходимо приложить к телу, чтобы оно двигалось без ускорения.

Угол и конус трения. Многие задачи на равновесие тела на шероховатой поверхно­сти при наличии силы трения, удобно решать геометрически. Для этой цели используют понятие угла и конуса трения.

Пусть твёрдое тело под действием активных сил находится на шероховатой поверхности в пре­дельном состоянии равновесия, т.е. таком состоянии, когда сила трения достигает своего наиболь­шего значения при данном значе­нии нормальной реакции (рис. 8.4). В этом случае полная реакция ше­роховатой поверхности отклоне­на от нормали к общей касательной плоскости трущихся поверхностей на наибольший угол.

Угол φ между полной реакцией шероховатого тела и направлением нормальной реакции называ­ют углом трения. Угол трения φ зависит от коэффициента тре­ния, т.е.

следовательно, tgφ=ƒ, т.е. тангенс угла трения равен ко­эффициенту трения скольжения.

Конусом трения называют конус, описанный полной ре­акцией вокруг направления нормальной реакции.

Его можно по­лучить, изменяя активные силы так, чтобы тело на шероховатой поверхности находилось в предельных положениях равновесия, стремясь выйти из равновесия по всем возможным направлениям, лежащим в общей касательной плоскости соприкасающихся по­верхностей. Если коэффициент трения во всех направлениях оди­наков, то конус трения круговой.

Если неодинаков, то конус трения не­круговой, например в случае, когда свой­ства соприкасающихся поверхностей различны (вследствие определенного направления волокон или в зависимости от направления обработки поверхности тел, если обработка происходит на стро­гальном станке и т.п.).

Для равновесия тела на ше­роховатой поверхности необхо­димо и достаточно, чтобы линия действия равнодействующей активных сил, действующих на тело, проходила внутри конуса трения или в предельном состоянии по его образую­щей через его вершину (рис. 8.5).

Тело нельзя вывести из равновесия любой по мо­дулю активной силой, если её линия действия про­ходит внутри конуса трения, т.е. a

Если линия действия равнодействующей активных сил не про­ходит внутри конуса трения или по его образующей, т.е. a > φ (рис. 8.5), то тело на шероховатой поверхности не может нахо­диться в равновесии, Q> F.

Задача 1. На тело, находящееся на шероховатой горизонтальной по­верхности, действует сила под углом

а = 10°. Определить, вый­дет ли тело из положения равновесия, если коэффициент трения f = 0,2 (рис. 4).

Решение. Для уравновешенной плоской системы сходящихся сил можно составить два уравнения равновесия:

Находим из (2)

,

.

Так как , то , или . Тогда .

Так как сила приложена под углом, меньшим угла трения, то тело не выйдет из положения равновесия.

Задача 2. Тело весом 100 Н удерживается на шероховатой наклонной плоскости силой Т (рис. 5). Коэффициент трения скольжения между телом и плоскостью f = 0,6. Опре­делить значение силы Т при равно­весии тела на плоскости, если

a = 45°.

Решение. Возможны два случая предельного равновесия тела и со­ответственно два предельных зна­чения силы Т при двух направле­ниях силы трения:

,

где — коэффициент, учитывающий направление движения, = ±1.

Составим для плоской произвольной системы сил два урав­нения равновесия.

Цель работы :познакомиться с явлением трения качения, определить коэффициент трения качения четырехколесной тележки..

Оборудование : тележка как модель вагона, горизонтальная рельсовая колея с набором фотоэлементов, секундомер, набор грузов.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ

Сила трения качения – это касательная к поверхности контакта сила сопротивления движению, возникающая при качении цилиндрических тел.

При качении колеса по рельсу происходит деформация как колеса, так и рельса. Вследствие неидеальной упругости материала в зоне контакта происходят процессы пластической деформации микробугорков, поверхностных слоев колеса и рельса. Из-за остаточной деформации уровень рельса за колесом оказывается ниже, чем перед колесом и колесо при движении постоянно закатывается на бугорок. В наружной части зоны контакта происходит частичное проскальзывание колеса по рельсу. Во всех этих процессах совершается работа силой трения качения. Работа этой силы приводит к рассеянию механической энергии, переходу ее в теплоту, поэтому сила трения качения является диссипативной силой.

В центральной части зоны контакта возникает еще одна касательная сила – это сила трения покоя или сила сцепления материала колеса и рельса. Для ведущего колеса локомотива сила сцепления является силой тяги, а при торможении колодочным тормозом – силой торможения. Так как в центре зоны контакта перемещения колеса относительно рельса отсутствует, то работа силой сцепления не совершается.

Распределение давления на колесо со стороны рельса оказывается несимметричным. Спереди давление больше, а сзади меньше (рис.1). Поэтому точка приложения равнодействующей силы на колесо смещена вперед на некоторое небольшое расстояние b относительно оси. Представим силу воздействия рельса на колесо в виде двух составляющих. Одна направлена по касательной к зоне контакта, она является силой сцепления

F сцепл . Другая составляющая Q направлена по нормали к поверхности контакта и проходит через ось колеса.

Разложим, в свою очередь, силу нормального давления Q на две составляющие: силу N , которая перпендикулярна рельсу и компенсирует силу тяжести, и силу F кач , которая направлена вдоль рельса против движения. Эта сила препятствует движению колеса и является силой трения качения. Сила давления Q вращающего момента сил не создает. Поэтому моменты составляющих ее сил относительно оси колеса должны компенсировать друг друга: . Откуда . Сила трения качения пропорциональна силе N , действующей на колесо перпендикулярно рельсу:

. (1)

Здесь коэффициент трения качения. Он зависит от упругости материала рельса и колеса, состояния поверхности, размеров колеса. Как видно, чем больше колесо, тем сила трения качения меньше. Если бы за колесом форма рельса восстанавливалась, то эпюра давления была бы симметрична, и трение качения отсутствовало. При качении стального колеса по стальному рельсу коэффициент трения качения достаточно мал: 0,003–0,005, в сотни раз меньше коэффициента трения скольжения. Поэтому катить легче, чем тащить.

Экспериментальное определение коэффициента трения качения производится на лабораторной установке. Пусть тележка, являющаяся моделью вагона, катится по горизонтальным рельсам. На нее со стороны рельсов действуют горизонтальные силы трения качения и сцепления (рис. 2). Запишем уравнение второго закона Ньютона для замедленного движения тележки массой m в проекции на направление ускорения:

. (2)

Поскольку масса колес составляет значительную часть от массы тележки, то нельзя не учесть вращательного движения колес. Представим качение колес как сумму двух движений: поступательного движения вместе с тележкой и вращательного движения относительно осей колесных пар. Поступательное движение колес объединим с поступательным движением тележки с их общей массой m в уравнении (1). Вращательное движение колес происходит под действием только момента сил сцепления F сц R . Уравнение основного закона динамики вращательного движения (произведение момента инерции всех колес на угловое ускорение равно моменту силы) имеет вид

. (3)

При отсутствии проскальзывания колеса относительно рельса скорость точки контакта равна нулю. Значит, скорости поступательного и вращательного движений равны и противоположны: . Если это равенство продифференцировать, то получим соотношение между поступательным ускорением тележки и угловым ускорениями колеса: . Тогда уравнение (3) примет вид . Сложим это уравнение с уравнением (2) для исключения неизвестной силы сцепления. В результате получим

. (4)

Полученное уравнение совпадает с уравнением второго закона Ньютона для поступательного движения тележки с эффективной массой: , в которой уже учтен вклад инертности вращения колес в инертность тележки. В технической литературе уравнение вращательного движения колес (3) не применяют, а учитывают вращение колес введением эффективной массы. Например, для груженого вагона коэффициент инертности γ равен 1,05, а для порожнего вагона влияние инертности колес больше: γ = 1,10.

Подставив силу трения качения в уравнение (4), получим для коэффициента трения качения расчетную формулу

. (5)



Для определения коэффициента трения качения по формуле (5) следует экспериментально измерить ускорение тележки. Для этого толкнем тележку с некоторой скоростью V 0 по горизонтальным рельсам. Уравнение кинематики равнозамедленного движения имеет вид .

Путь S и время движения t можно измерить, но неизвестна начальная скорость движения V 0 . Однако установка (рис. 3) имеет семь секундомеров, измеряющих время движения от стартового фотоэлемента до следующих семи фотоэлементов. Это позволяет либо составить систему семи уравнений и исключить из них начальную скорость, либо решить эти уравнения графически. Для графического решения перепишем уравнение равнозамедленного движения, поделив его на время: .

Средняя скорость движения до каждого фотоэлемента линейно зависит от времени движения до фотоэлементов. Поэтому график зависимости V> (t ) является прямой линией с угловым коэффициентом, равным половине ускорения (рис.4)

. (6)

Момент инерции четырех колес тележки, которые имеют форму цилиндров радиуса R при общей их массе m кол, можно определить по формуле . Тогда поправка на инертность вращения колес примет вид .

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

1. Определить взвешиванием массу тележки вместе с некоторым грузом. Измерить радиус колес по поверхности катания. Записать результаты измерений в табл. 1.

Таблица 1 Таблица 2

S, м t, с , м/с
0,070
0,140
0,210
0,280
0,350
0,420
0,490

2. Проверить горизонтальность рельсов. Поставить тележку у начала рельсов так, чтобы стержень тележки был перед отверстиями стартового фотоэлемента. Включить блок питания в сеть 220 В.

3. Толкнуть тележку вдоль рельсов так, чтобы она доехала до ловушки и упала в нее. Каждый секундомер покажет время движения тележки от стартового фотоэлемента до его фотоэлемента. Повторить опыт несколько раз. Записать показания семи секундомеров в одном из опытов в табл. 2.

4. Произвести расчеты. Определить среднюю скорость движения тележки на пути от старта до каждого фотоэлемента

5. Построить график зависимости средней скорости движения до каждого фотоэлемента от времени движения. Размер графика не менее половины страницы. На осях координат указать равномерный масштаб. Около точек провести прямую линию.

6. Определить среднее значение ускорения. Для этого на экспериментальной линии как на гипотенузе построить прямоугольный треугольник. По формуле (6) найти среднее значение ускорения.

7. Рассчитать поправку на инертность вращения колес, считая их однородными дисками . Определить по формуле (5) среднее значение коэффициента трения качения .

8. Оценить погрешность измерения графическим способом

. (7)

Записать результат μ = ± δμ, Р = 90%.

Сделать выводы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Объяснить причину возникновения силы трения качения. Какие факторы влияют на величину силы трения качения?

2. Записать закон для силы трения качения. От чего зависит коэффициент трения качения?

3. Записать уравнения динамики поступательного движения тележки по горизонтальным рельсам и вращательного движения колес. Получить уравнение движения тележки с эффективной массой.

4. Вывести формулу для определения коэффициента трения качения.

5. Объяснить суть графического метода определения ускорения тележки при качении по рельсам. Вывести формулу ускорения.

6. Объяснить влияние вращения колес на инертность тележки.

Работа 17-б

Похожая информация.

Что такое коэффициент трения в физике и с чем он связан? Как вычисляют эту величину? Чему численно равен коэффициент трения? На эти и некоторые другие вопросы, которые затрагивает основная тема, мы дадим ответы в ходе статьи. Конечно же, разберем и конкретные примеры, где мы сталкиваемся с явлением, в котором фигурирует коэффициент трения.

Что такое трение?

Трение — один из видов взаимодействий, происходящих между материальными телами. Возникает процесс трения между двумя телами при их соприкосновении той или иной площадью поверхности. Как и многие прочие виды взаимодействия, трение существует исключительно с оглядкой на третий закон Ньютона. Как это получается на практике? Возьмем два абсолютно любых тела. Пускай это будут два деревянных бруска средних размеров.

Начнем проводить их друг мимо друга, осуществляя соприкосновении по площадям. Вы заметите, что перемещать их относительно друг друга станет заметно сложнее, чем просто перемещать их в воздухе. Здесь как раз свою роль начинает играть коэффициент трения. В данном случае мы абсолютно спокойно можем говорить о том, что сила трения может быть описана третьим законом Ньютона: она, приложенная к первому телу, будет равна численно (по модулю, как любят говорить в физике) такой же силе трения, приложенной ко второму телу. Но не будем забывать, что в третьем законе Ньютона есть минус, говорящий о том, что силы хоть и равны между собой по модулю, но направлены в разные стороны. Таким образом, сила трения — векторная.

Природа силы трения

Сила трения скольжения

Раньше было сказано о том, что если внешняя сила превосходит определенное максимальное значение, допустимое для соответствующей системы, то тела, входящие в такую систему, придут в движение относительно друг друга. Будет ли двигаться одно тело или два, или больше — все это неважно. Важно то, что в этом случае возникает сила трения скольжения. Если говорить о ее направлении, то направлена она в сторону, которая противоположна направлению скольжения (или движения). Зависит она от того, какую относительную скорость имеют тела. Но это если вдаваться в разного рода физические нюансы.

Необходимо заметить, что в большинстве случаев принято считать силу трения скольжения независимой от скорости одного тела относительно другого. Она также никак не связана с максимальным значением силы трения покоя. Огромное количество физических задач решаются именно при помощи применения аналогичной модели поведения, что позволяет существенно облегчить процесс решения.

Что такое коэффициент трения скольжения?

Это есть не что иное, как коэффициент пропорциональности, который присутствует в формуле, описывающей процесс приложения силы трения к тому или иному телу. Коэффициент — это безразмерная величина. Иными словами, он выражается исключительно числами. Он не измеряется в килограммах, метрах или еще чем-то. Практически во всех случаях коэффициент трения численно меньше единицы.

От чего он зависит?

Зависит коэффициент трения скольжения от двух факторов: от того, из какого материала изготовлены тела, которые претерпевают соприкосновение, а также от того, как обработана их поверхность. Она может быть рельефной, гладкой, а также на нее может быть нанесено какое-то специальное вещество, которое будет или снижать, или повышать трение.

Как направлена сила трения?

Она направлена в сторону, которая противоположна направлению движения двух или более соприкасающихся тел. Вектор направления прикладывается по касательной линии.

Если контакт происходит между твердым телом и жидкостью

В том случае, если происходит соприкосновение твердого тела с жидкостью (или некоторым объемом газа), мы можем говорить о возникновении силы так называемого вязкого трения. Она, конечно же, численно будет значительно меньше, чем сила сухого трения. Но направление ее (вектор действия) сохраняется тем же. В случае вязкого трения о покое говорить не приходится.

Связана соответствующая сила со скоростью тела. Если скорость маленькая, то сила будет пропорциональна скорости. Если высокая, то она будет пропорциональна уже квадрату скорости. Коэффициент пропорциональности будет неразрывно связан с тем, какую форму имеют тела, между которыми происходит соприкосновение.

Другие случаи возникновения силы трения

Имеет место данный процесс и при качении какого-либо тела. Но обычно им в задачах пренебрегают, так как сила трения качения весьма и весьма мала. Это, на самом деле, упрощает процесс решения соответствующих задач, хотя при этом сохраняется достаточная степень точности итогового ответа.

Внутреннее трение

Этот процесс также называется в физике альтернативным словом “вязкость”. На самом деле он представляет собой ответвление явлений переноса. Свойственен этот процесс текучим телам. Причем речь идет не только о жидкостях, но и о газообразных веществах. Свойство вязкости заключается в оказании сопротивления при переносе одной части вещества относительно другой. При этом логично совершается работа, необходимая на перемещение частиц. Но она рассеивается в окружающем пространстве в виде тепла.

Закон, определяющий силу вязкого трения, был предложен еще Исааком Ньютоном. Произошло это в 1687 году. Закон и по сегодняшний день носит имя великого ученого. Но все это было только в теории, а экспериментальное подтверждение удалось получить только в начале 19-го века. Соответствующие опыты ставились Кулоном, Хагеном и Пуазейлем.

Итак, сила вязкого трения, которая оказывает на жидкость воздействие, пропорциональна относительной скорости слоев, а также площади. В то же время она обратно пропорциональна тому расстоянию, на котором располагаются слои относительно друг друга. Коэффициент внутреннего трения — это коэффициент пропорциональности, который в данном случае определяется сортом газа или жидкого вещества.

Аналогичным образом будет определяться и другой коэффициент, который имеет место в ситуациях с относительным движением двух течений. Это, соответственно, коэффициент гидравлического трения.

Коэффициент трения — это основная характеристика трения как явления. Он определяется видом и состоянием поверхностей трущихся тел.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Коэффициентом трения называют коэффициент пропорциональности, связывающий силу трения () и силу нормального давления (N) тела на опору. Чаще всего коэффициент трения обозначают буквой . И так, коэффициент трения входит в закон Кулона — Амонтона:

Данный коэффициент трения не зависит от площадей, соприкасающихся поверхностей.

В данном случае речь идет о коэффициенте трения скольжения, который зависит от совокупных свойств трущихся поверхностей и является безразмерной величиной. Коэффициент трения зависит от: качества обработки поверхностей, трущихся тел, присутствия на них грязи, скорости движения тел друг относительно друга и т.д. Коэффициент трения определяют эмпирически (опытным путем).

Коэффициент трения, который соответствует максимальной силе трения покоя в большинстве случаев больше, чем коэффициент трения движения.

Для большего числа пар материалов величина коэффициента трения не больше единицы и лежит в пределах

Угол трения

Иногда вместо коэффициента трения применяют угол трения (), который связан с коэффициентом соотношением:

Так, угол трения соответствует минимальному углу наклона плоскости по отношению к горизонту, при котором тело, лежащее на этой плоскости, начнет скользить вниз под воздействием силы тяжести. При этом выполняется равенство:

Истинный коэффициент трения

Закон трения, который учитывает влияние сил притяжения между молекулами, трущихся поверхностей записываю следующим образом:

где — называют истинным коэффициентом трения, — добавочное давление, которое вызывается силами межмолекулярного притяжения, S — общая площадь непосредственного контакта трущихся тел.

Коэффициент трения качения

Коэффициент трения качения (k) можно определить как отношение момента силы трения качения () к силе с которой тело прижимается к опоре (N):

Отметим, что коэффициент трения качения обозначают чаще буквой . Этот коэффициент, в отличие от выше перечисленных коэффициентов трения, имеет размерность длины. То есть в системе СИ он измеряется в метрах.

Коэффициент трения качения много меньше, чем коэффициент трения скольжения.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание Веревка лежит частично на столе, часть ее свешивается со стола. Если треть длины веревки свесится со стола, то она начинает скользить. Каков коэффициент трения веревки о стол?
Решение Веревка скользит со стола под действием силы тяжести. Обозначим силу тяжести, которая действует на единицу длины веревки как . В таком случае в момент начала скольжения сила тяжести, которая действует на свешивающуюся часть веревки, равна:

До начала скольжения эта сила уравновешивается силой трения, которая действует на часть веревки, которая лежит на столе:

Так как силы уравновешиваются, то можно записать ():

Ответ

ПРИМЕР 2

Задание Каков коэффициент трения тела о плоскость (), если зависимость пути, которое оно проходит задано уравнением: где Плоскость составляет угол с горизонтом.
Решение Запишем второй закон Ньютона для сил, приложенных к движущемуся телу:

От чего зависит коэффициент сухого трения скольжения. От чего зависит сила трения скольжения

Сила трения скольжения — сила , возникающая между соприкасающимися телами при их относительном движении.

Опытным путём установлено, что сила трения зависит от силы давления тел друг на друга (силы реакции опоры), от материалов трущихся поверхностей, от скорости относительного движения. Так как никакое тело не является абсолютно ровным, сила трения не зависит от площади соприкосновения, и истинная площадь соприкосновения гораздо меньше наблюдаемой; кроме того, увеличивая площадь, мы уменьшаем удельное давление тел друг на друга.

Величина, характеризующая трущиеся поверхности, называется коэффициентом трения , и обозначается чаще всего латинской буквой k {\displaystyle k} или греческой буквой μ {\displaystyle \mu } . Она зависит от природы и качества обработки трущихся поверхностей. Кроме того, коэффициент трения зависит от скорости. Впрочем, чаще всего эта зависимость выражена слабо, и если большая точность измерений не требуется, то k {\displaystyle k} можно считать постоянным. В первом приближении величина силы трения скольжения может быть рассчитана по формуле:

F = k N {\displaystyle F=kN}

K {\displaystyle k} — коэффициент трения скольжения ,

N {\displaystyle N} — сила нормальной реакции опоры.

Силами трения называются тангенциальные взаимодействия между соприкасающимися телами, возникающие при их относительном перемещении.

Опыты с движением различных соприкасающихся тел (твёрдых по твёрдым, твёрдых в жидкости или газе, жидких в газе и т. п.) с различным состоянием поверхностей соприкосновения показывают, что силы трения проявляются при относительном перемещении соприкасающихся тел и направлены против вектора относительной скорости тангенциально к поверхности соприкосновения. При этом всегда в большей или меньшей степени происходит преобразование механического движения в другие формы движения материи — чаще всего в тепловую форму движения, и происходит нагревание взаимодействующих тел.

Энциклопедичный YouTube

    1 / 3

    ✪ Урок 67. Сила трения

    ✪ Сила трения

    ✪ Статика. Трение скольжения. Лекция (28)

    Субтитры

Типы трения скольжения

Если между телами отсутствует жидкая или газообразная прослойка (смазочный материал), то такое трение называется сухим . В противном случае, трение называется «жидким». Характерной отличительной чертой сухого трения является наличие трения покоя .

По физике взаимодействия трение скольжения принято разделять на:

  • Сухое, когда взаимодействующие твёрдые тела не разделены никакими дополнительными слоями/смазочными материалами — очень редко встречающийся на практике случай. Характерная отличительная черта сухого трения — наличие значительной силы трения покоя.
  • Сухое с сухой смазкой (графитовым порошком)
  • Жидкостное, при взаимодействии тел, разделённых слоем жидкости или газа (смазочного материала) различной толщины — как правило, встречается при трении качения, когда твёрдые тела погружены в жидкость;
  • Смешанное, когда область контакта содержит участки сухого и жидкостного трения;
  • Граничное, когда в области контакта могут содержаться слои и участки различной природы (окисные плёнки, жидкость и т. д.) — наиболее распространённый случай при трении скольжения.

Также можно классифицировать трение по его области. Силы трения, возникающие при относительном перемещении различных тел, называются силами внешнего трения. Силы трения возникают и при относительном перемещении частей одного и того же тела. Трение между слоями одного и того же тела называется внутренним трением.

Измерение

В связи со сложностью физико-химических процессов, протекающих в зоне фрикционного взаимодействия, процессы трения принципиально не поддаются описанию с помощью методов классической механики. Поэтому нет точной формулы для коэффициента трения. Его оценка производится на основе эмпирических данных: так как по первому закону Ньютона тело движется равномерно и прямолинейно, когда внешняя сила уравновешивает возникающую при движении силу трения, то для измерения действующей на тело силы трения достаточно измерить силу, которую необходимо приложить к телу, чтобы оно двигалось без ускорения.

Явление трения играет огромную роль в современной технике. В одних случаях с ним борются и стремятся уменьшить, в других же, наоборот, применяют разные методы с целью увеличить силу трения. В данной статье подробнее рассмотрим вопрос, от чего зависит коэффициент трения.

Сила трения и ее виды

Прежде чем перейти к ответу на вопрос, от чего зависит коэффициент трения, следует рассмотреть собственно само явление и его виды.

Каждый человек интуитивно понимает, что любой вид трения предполагает наличие физического контакта минимум двух поверхностей. Это могут быть твердые, жидкие и газообразные среды.

Трение между твердыми телами делится на три вида. Самой большой силой обладает так называемое трение покоя. Многие замечали, что для смещения шкафа или короба, стоящего на полу, необходимо приложить некоторую силу. Величина, которая препятствует этому смещению, называется трением покоя.

Следующий вид — скольжения. По абсолютной величине оно, как правило, на 10-30 % меньше проявляет себя, когда два тела скользят друг по другу. Например, движение конькобежца или лыжника возможны благодаря небольшому значению трения скольжения. В то же время скользить в ботинках по асфальту нельзя из-за значительной силы трения.

Трение качения действует, когда тело с круглой поверхностью катится по некоторой плоскости. Например, движение шарика или ролика в подшипнике или колеса по дороге. В ряде случаев величина трения качения на один-два порядка меньше, чем трения скольжения.

Любые перемещения в жидкостях и газах также сопровождаются появлением трения. В отличие от предыдущих видов, трение в текучих субстанциях зависит от скорости перемещения объекта в них.

Важно понимать, что какой бы вид трения ни рассматривался, соответствующая сила всегда препятствует механическому движению.

Трение покоя и коэффициент µ1

Чтобы понять, от чего зависит коэффициент трения, следует сначала дать ему определение. Начнем с трения покоя. Соответствующая сила математически рассчитывается по следующей формуле:

Где N — на которой находится тело, µ 1 — коэффициент трения покоя. От чего зависит последняя величина:

  • Во-первых, от материалов трущихся поверхностей. Очевидно, что µ 1 будет гораздо меньше для пары дерево-лед, чем для пары дерево-дерево.
  • Во-вторых, от качества обработки поверхностей. Так, если шероховатость (величина микроскопических впадин и пиков и их количество на поверхностях) будет значительной, то коэффициент µ 1 тоже будет большим.
  • В-третьих, µ 1 зависит от температуры тел. В некоторых случаях изменение температуры может существенно поменять характер самого трения. Так, понижение температуры льда приводит к тому, что он перестает скользить, то есть µ 1 возрастает.

Заметим, что от площади контакта двух тел µ 1 не зависит.

Трение скольжения и коэффициент µ2

По своей физической природе трение скольжения существенно не отличается от трения покоя. Формулы, по которым рассчитываются силы для этих видов явления, также имеют одинаковую форму. Для силы скольжения имеем:

Единственным отличием в формулах является то, что в последнем случае используется величина µ 2 — коэффициент трения скольжения. От чего зависит величина? Кратко говоря, µ 2 определяется теми же факторами, что и µ 1 . Поскольку происходит процесс скольжения, то пики и впадины на поверхностях не успевают перейти в плотный механический контакт. Также не успевают образоваться слабые межмолекулярные взаимодействия. Все это обуславливает тот факт, что µ 2

Как в случае так и в случае скольжения главной причиной их возникновения является поверхностная шероховатость. Если от нее каким-либо образом избавиться, то можно значительно уменьшить силы F 1 и F 2 . Для этой цели в настоящее время создано большое количество смазочных материалов. Слой смазки приводит к пространственному разделению контактов твердых поверхностей, поэтому силы трения значительно уменьшаются.

Отметим, что коэффициент µ 2 не зависит от площади контакта и от скорости скольжения (при больших скоростях он начинает плавно уменьшаться).

и коэффициент CR

Сразу следует сказать, что причина появления трения качения является совершенно иной, чем для предыдущих рассмотренных видов. Трение качения возникает за счет гистерезиса упругой деформации катящегося тела. Если бы этой деформации не было, то трение качения было бы равно почти нулю.

Сила трения качения F 3 определяется так:

Здесь C R — качения трения коэффициент. От чего зависит C R ? Во-первых, он обратно пропорционален радиусу катящегося тела. Во-вторых, он сильно зависит от твердости контактирующих объектов, чем выше эта твердость, тем меньше C R .

Значения коэффициентов C R так же, как значения µ 1 и µ 2 , приведены в специальных таблицах.

Коэффициент трения в жидкостях и газах

Трение в текучих субстанциях имеет более простую природу, чем то же явление между твердыми телами. Она заключается в механическом взаимодействии с частицами субстанции при движении тела в ней.

Тем не менее, математическое описание энергетических потерь, связанных с этим трением, является достаточно сложным. Соответствующее уравнение называется формулой Дарси-Вейсбаха. Здесь мы не будем приводить ее, а лишь скажем, что для оценки отмеченных потерь использует понятие гидравлического коэффициента трения. От чего зависит его значение? Этот коэффициент определяется режимом течения (ламинарный или турбулентный). Режим же зависит от скорости движения, вязкости и плотности текучей субстанции, а также от диаметра трубы. Все эти параметры позволяют рассчитать так называемое число Рейнольдса, которое однозначно определяет значение коэффициента трения.

КОЭФФИЦИЕНТ ТРЕНИЯ

КОЭФФИЦИЕНТ ТРЕНИЯ , количественная характеристика силы, необходимой для скольжения или движения одного материала по поверхности другого. Если обозначить вес предмета как N, а коэффициент ТРЕНИЯ — m, то сила (F), необходимая для движения предмета по ровной поверхности без ускорения, равна F = mN. Коэффициент трения покоя определяет силу, необходимую для начала движения; коэффициент кинетического трения (трения движения) определяет (меньшую) силу, необходимую для поддержания движения.

Научно-технический энциклопедический словарь .

Смотреть что такое «КОЭФФИЦИЕНТ ТРЕНИЯ» в других словарях:

    коэффициент трения — Отношение силы трения двух тел к нормальной силе, прижимающей эти тела друг к другу. [ГОСТ 27674 88] Тематики трение, изнашивание и смазка EN coefficient of friction …

    коэффициент трения — 3.1 коэффициент трения: Отношение силы трения двух тел к нормальной силе, прижимающей эти тела друг к другу. Источник: СТ ЦКБА 057 2008: Арматура трубопроводная. Коэффициенты трения в узлах арматуры 3.1 коэффициент трения: Отношение силы трения… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

    Трение процесс взаимодействия твёрдых тел при их относительном движении (смещении) либо при движении твердого тела в жидкой или газообразной среде. По другому называется фрикционным взаимодействием (англ. friction). Изучением процессов трения… … Википедия

    Coefficient of friction Коэффициент трения. Безразмерное отношение силы трения (F) между двумя телами к нормальной силе (N) сжимающей эти тела: (или f = F/N). (Источник: «Металлы и сплавы. Справочник.» Под редакцией Ю.П. Солнцева; НПО… … Словарь металлургических терминов

    коэффициент трения — trinties faktorius statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Trinties jėgos ir statmenai kūno judėjimo arba galimo judėjimo kryčiai veikiančios jėgos dalmuo. atitikmenys: angl. friction coefficient; friction factor; frictional… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

    коэффициент трения — trinties faktorius statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. friction coefficient; friction factor; frictional factor vok. Reibungsfaktor, m; Reibungskoeffizient, m; Reibungszahl, f rus. коэффициент трения, m pranc. coefficient de friction, m;… … Fizikos terminų žodynas

    коэффициент трения — отношение силы трения к силе нормального давления, например, при прокатке, волочении, прессовании и других видах обработки металлов; обозначется f и изменяется в достаточно широких пределах. Так, при прокатке f= 0,03 0,5. В… … Энциклопедический словарь по металлургии

    коэффициент трения — coefficient of (static) friction Отношение предельной силы трения к нормальной реакции. Шифр IFToMM: 3.5.50 Раздел: ДИНАМИКА МЕХАНИЗМОВ … Теория механизмов и машин

    коэффициент трения (металлургия) — коэффициент трения Безразмерное отношение силы трения (F) между двумя телами к нормальной силе (N) сжимающей эти тела: (или f = F/N). Тематики металлургия в целом EN foefficient of friction … Справочник технического переводчика

    коэффициент трения потока — — Тематики нефтегазовая промышленность EN flow friction characteristics … Справочник технического переводчика

Коэффициент трения — отношение силы трения F к реакции Т, направленной по нормали к поверхности касания, возникающей при приложении нагрузки, прижимающей одно тело к другому: f = F/T.

Коэффициент трения — характеристика, применяемая при выполнении технических расчётов, характеризующих фрикционное взаимодействие двух тел. В зависимости от вида перемещения одного тела по другому различают: коэффициент трения при сдвиге — скольжении и коэффициент трения при качении. В свою очередь, при скольжении в зависимости от величины тангенциальной силы различают коэффициент неполного трения скольжения, коэффициент трения покоя и коэффициент трения скольжения. Все эти коэффициенты трения могут изменяться в широких пределах в зависимости от шероховатости и волнистости поверхностей, характера плёнок, покрывающих поверхности. Для протяжённого контакта они мало изменяются с изменением нагрузки. В зависимости от величины коэффициент трения скольжения пары трения делят на 2 группы: фрикционные материалы, имеющие большой коэффициент трения- обычно 0,3-0,35, редко 0,5-0,6, и антифрикционные, имеющие коэффициент трения без смазки 0,15-0,12, при граничной смазке 0,1-0,05. Сопротивление свободному качению твёрдого тела (например, колеса) характеризуют коэффициентом сопротивления перекатыванию fk = T rd/Ik [см], где Т — нормальная составляющая реакции колеса на опору; rd — динамический радиус качения; Ik — нормальная нагрузка на колесе. Если на колесо действуют ведущий или тормозной моменты, то коэффициент сцепления y колеса с дорожным покрытием определяется равенством: y = Tx/Ik, где Tx — неполная сила трения скольжения, возникающая между катящимся колесом и дорогой. Коэффициенты fk и y существенно зависят от природы трущихся тел, характера покрывающих их плёнок и скорости качения. Обычно для металлов (сталь по стали) fk = 0,001-0,002 см. При движении автомобиля со скоростью 80 км/час коэффициент трения колёс по асфальту fk = 0,02 см и резко возрастает с увеличением скорости. Коэффициент сцепления y на сухом асфальте доходит у автомобильных колёс до 0,8, а при наличии плёнки воды снижается до 0,2-0,1.

Коэффициент трения зависит от рода грунта и скорости относительного перемещения трущихся поверхностей. Коэффициент трения покоя (табл. 8.1) несколько больше коэффициента трения в момент получения движения судном при снятии с мели. Таблица 8.1 Величины коэффициента трения покоя для различных грунтов Характер грунта Коэффициент Жидкая глина (ил) Глина Глина с песком Мелкий песок Крупный песок Галька Каменная плита Булыжник 0,20-0,30 0,30-0,45 0,30-0,40 0,40-0,45 0,40-0,50 0,45-0,50 0,35-0,50 0,40-0,60 При посадке на мель, как правило, корпус судна проседает в грунте. Грунт начинает оказывать давление на борта судна. Это давление является причиной дополнительного сопротивления стаскиванию судна с мели. Величина проседания зависит от рода грунта, силы давления корпуса, времени нахождения на мели. При проседании судна частицы грунта прилипают к корпусу, создавая эффект присасывания. Сила присасывания тем больше, чем большей вязкостью обладает грунт. Наибольшее присасывание наблюдается у вязкой глины. На каменистых грунтах корпус может получить пробоины, в которые проникают камни и даже скалы. Это также препятствует снятию судна с мели. Характер сил, действующих на судно, находящееся на мели, разнообразен, но учет их возможен. Однако для этого требуются громоздкие расчеты, основанные на всестороннем и тщательном обследовании состояния судна, что само по себе является трудоемким процессом. В практике пользуются упрощенными расчетами по формуле (8.1) и принимают во внимание особенности действия сил. Этого достаточно, чтобы принять принципиальное решение о возможности снятия судна с мели собственными средствами и оценить характер и объем аварийных работ

Силой трения называют силу, которая возникает при движении одного тела по поверхности другого. Она всегда направлена противоположно направлению движения. Сила трения прямо пропорциональна силе нормального давления на трущиеся поверхности и зависит от свойств этих поверхностей. Законы трения связаны с электромагнитным взаимодействием, которое существует между телами.

Различают трение внешнее и внутреннее .

Внешнее трение возникает при относительном перемещении двух соприкасающихся твердых тел (трение скольжения или трение покоя).

Внутреннее трение наблюдается при относительном перемещении частей одного и того же сплошного тела (например, жидкость или газ).

Различают сухое и жидкое (или вязкое ) трение.

Сухое трение возникает между поверхностями твердых тел в отсутствие смазки.

Жидким (вязким) называется трение между твердым телом и жидкой или газообразной средой или ее слоями.

Сухое трение, в свою очередь, подразделяется на трение скольжения и трение качения .

Рассмотрим законы сухого трения (рис. 4.5).


Рис. 4.5

Рис. 4.6

Подействуем на тело, лежащее на неподвижной плоскости, внешней силой , постепенно увеличивая ее модуль. Вначале брусок будет оставаться неподвижным, значит, внешняя сила уравновешивается некоторой силой , направленной по касательной к трущейся поверхности, противоположной силе . В этом случае и есть сила трения покоя.

Установлено, что максимальная сила трения покоя не зависит от площади соприкосновения тел и приблизительно пропорциональна модулю силы нормального давления N :

μ 0 – коэффициент трения покоя , зависящий от природы и состояния трущихся поверхностей.

Когда модуль внешней силы, а следовательно, и модуль силы трения покоя превысит значение F 0 , тело начнет скользить по опоре – трение покоя F тр.пок сменится трением скольжения F ск (рис. 4.6):

Где μ – коэффициент трения скольжения.

Трение качения возникает между шарообразным телом и поверхностью, по которой оно катится. Сила трения качения подчиняется тем же законам, что и сила трения скольжения, но коэффициент трения μ ; здесь значительно меньше.

Подробнее рассмотрим силу трения скольжения на наклонной плоскости (рис. 4.7).

На тело, находящееся на наклонной плоскости с сухим трением, действуют три силы: сила тяжести , нормальная сила реакции опоры и сила сухого трения . Сила есть равнодействующая сил и ; она направлена вниз, вдоль наклонной плоскости. Из рис. 4.7 видно, что

F = mg sin α, N = mg cos α.


Рис. 4.7
Если – тело остается неподвижным на наклонной плоскости. Максимальный угол наклона α определяется из условия (F тр) max = F или μ mg cosα = mg sinα, следовательно, tg α max = μ, где μ – коэффициент сухого трения.

F тр = μN = mg cosα,
F = mg sinα.

При α > α max тело будет скатываться с ускорением

a = g (sinα — μ cosα),
F ск = ma = F — F тр.


Если дополнительная сила F вн, направленная вдоль наклонной плоскости, приложена к телу, то критический угол α max и ускорение тела будут зависеть от величины и направления этой внешней силы.

Износ узла трения под действием высоких нагрузок

07.07.2017

Изно́с, эро́зия (от лат. erosio — разъедание) — изменение размеров, формы, массы или состояния поверхности детали, изделия или инструмента вследствие разрушения (изнашивания) поверхностного слоя при трении.

Из определения понятия износ следует, что причина износа — трение. В подшипниках скольжения действует сила трения скольжения, пропорциональная силе прижатия N и коэффициенту трения k:

F = k·N

где

k – коэффициент трения,

N – сила прижатия.

Коэффициент трения зависит от природы трущихся поверхностей, их шероховатости и скорости относительного перемещения,

Сила реакции опоры равна прижимающей силе N, действующей со стороны соприкасающейся детали (тела).

Аналогично выражается сила трения качения, возникающая в подшипниках качения:

F = f/r x N

где

f – коэффициент трения качения,

R – радиус тела качения,

N – прижимающая сила.

Из простых школьных формул следует, что и трение скольжения, и трение качения зависят от силы прижатия взаимодействующих поверхностей – поверхностей трения. Процесс износа при трении определяется соответственно силой, воздействующей на поверхности. Силой, которую механики называют действующей нагрузкой. Очевидно, интенсивность износа зависит от нагрузки, а одним из способов обеспечить стойкость узла трения к нагрузке является использование подшипников более тяжелых серий.

Рис. 1 Следы износа внутреннего кольца шарикового подшипника
 

Вторым очевидным способом уменьшить интенсивность износа является снижение коэффициента трения. Вот об этом и поговорим более подробно.

Как было сказано выше, коэффициент трения зависит от природы материалов трущихся деталей и шероховатости их поверхностей. Разумеется, эти факторы учитываются и предельно оптимизируются на стадии конструирования и производства деталей и узлов, но это не исключает необходимость учитывать фактор смазки. Смазочный материал непосредственно участвует в формировании трибологической системы и напрямую влияет на коэффициент трения.

Использование смазочного материала позволяет преобразовать трение скольжения или качения в гидравлическое трение, зависящее от природы и свойств жидкости в основе смазочного материала. В качестве жидкости, обеспечивающей гидравлическое трение, используются углеводородные вязкие жидкости – масла.

Как уменьшить износ деталей, если действию реальной нагрузки они противостоять не могут?

Типоразмер подшипника мы, увы, изменить не можем, действующую нагрузку – тоже. На что в этом случае мы можем повлиять? Ответ закономерен: в процессе эксплуатации действующего оборудования мы можем варьировать только смазочным материалом.

Рис. 2 Подшипник скольжения и подшипник качения
 

Если из-за конструкторской ошибки или нарушении расчетных режимов эксплуатации оборудования, связанных с особенностями климата, человеческим фактором и другими обстоятельствами, происходит повышенный износ, то следует применить более эффективную смазку. В этом, собственно, и состоит, среди прочего, задача механика по эксплуатации оборудования. А задача нас — экспертов – помочь механику выбрать оптимальный смазочный материал.

Итак, смазывающие свойства определяются противоизносными и противозадирными характеристиками смазки. Противоизносные характеристики выражаются в виде таких показателей, как диаметр пятна износа Ди и критическая нагрузка Ркр. Противозадирные свойства — соответственно нагрузкой сваривания Рсв и индексом задира Из. Все эти показатели измеряются для каждого типа смазки на специальном испытательном стенде — четырёхшариковой машине трения (ЧШМ).

Рис. 3 Четырехшариковый тест нагрузки сваривания
 

Значит, чтобы защитить подшипник от износа, следует применить продукт с более высокими противоизносными и противозадирными показателями.

Снова приведу ориентировочную таблицу подбора смазок в зависимости от нагрузочно-скоростных режимов работы подшипников различного оборудования.

Стоит отметить, что в зависимости от скорости и нагрузки выбирается вязкость базового масла. Чем выше скорость, тем более низкая вязкость требуется. Чем скорость меньше, тем более высокую вязкость базового масла должна иметь смазка. Также важно обратить внимание на закономерность: скорость и нагрузки связаны обратной зависимостью. Чем выше скорость, тем ниже механические нагрузки. Чем ниже скорость, тем более тяжелые нагрузки вступают в действие в узле трения. Подробно об этом можно прочитать в одной из предыдущих статей под названием «Оборудование, работающее при высоких скоростях».

Также не следует выпускать из виду высокотемпературные свойства смазки, так как если она работает на пределе своих температурных возможностей, то повышенный износ неизбежен. В этой связи хочу особо отметить смазки нового поколения на комплексе сульфоната кальция, которые, благодаря уникальному сочетанию отличных трибологических свойств с высокотемпературными, выступают комплексным решением проблемы повышенного износа и разогрева подшипников, а также стойкости смазки при высоких температурах и влажности.

Российская компания АРГО предлагает целую линейку сульфонатно-кальциевых смазок для применения в самых различных узлах трения. Серия смазок называется АРГО TermoLub S. Вот характеристики одной из самых популярных смазок данной серии – TermoLub S 370 HDS EP2:

Показатель

Метод

TermoLub S 370 HDS EP2

Загуститель

Calcium Sulfonate Complex

Диапазон рабочих температур, ºС

-20..+180

Классификация смазок

DIN 51502

KP2R-25

Цвет смазки

Визуально

Коричневый

Класс консистенции NLGI

DIN 51 818

2

Пенетрация 0,1 мм

DIN 51818

265-295

Вязкость базового масла при 40ºС, мм2/с

DIN 51562-1

370

Температура каплепадения,ºС

DIN ISO 2176

>300

Нагрузка сваривания, H

DIN 51350

5240

Критическая нагрузка, Н

DIN 51350

1235

Диаметр пятна износа при 40 кг,

мм не более

DIN 51350

0,6

Диаметр пятна износа при 60 кг,

мм не более

DIN 51350

1,0

 

На этом свой рассказ завершаю и по традиции приглашаю рассмотреть практические вопросы. Моя электронная почта: [email protected]

Смазки из статьи:

TermoSint 25          Elit A                         TermoLit 3000          TermoLux P 150        Elit X              

 

 

 

 

 

 

 

Elit Blue                   Elit HD                      ElitCa 220                TermoMax                  TermoLub S 220  

 

 

 

 

 

 

До новых встреч на страницах блога!

Павел Надежный

Узнаем от чего зависит коэффициент трения гидравлического, покоя, скольжения и качения?

Явление трения играет огромную роль в современной технике. В одних случаях с ним борются и стремятся уменьшить, в других же, наоборот, применяют разные методы с целью увеличить силу трения. В данной статье подробнее рассмотрим вопрос, от чего зависит коэффициент трения.

Сила трения и ее виды

Прежде чем перейти к ответу на вопрос, от чего зависит коэффициент трения, следует рассмотреть собственно само явление и его виды.

Каждый человек интуитивно понимает, что любой вид трения предполагает наличие физического контакта минимум двух поверхностей. Это могут быть твердые, жидкие и газообразные среды.

Трение между твердыми телами делится на три вида. Самой большой силой обладает так называемое трение покоя. Многие замечали, что для смещения шкафа или короба, стоящего на полу, необходимо приложить некоторую силу. Величина, которая препятствует этому смещению, называется трением покоя.

Следующий вид — это трение скольжения. По абсолютной величине оно, как правило, на 10-30 % меньше трения покоя. Эта сила проявляет себя, когда два тела скользят друг по другу. Например, движение конькобежца или лыжника возможны благодаря небольшому значению трения скольжения. В то же время скользить в ботинках по асфальту нельзя из-за значительной силы трения.

Трение качения действует, когда тело с круглой поверхностью катится по некоторой плоскости. Например, движение шарика или ролика в подшипнике или колеса по дороге. В ряде случаев величина трения качения на один-два порядка меньше, чем трения скольжения.

Любые перемещения в жидкостях и газах также сопровождаются появлением трения. В отличие от предыдущих видов, трение в текучих субстанциях зависит от скорости перемещения объекта в них.

Важно понимать, что какой бы вид трения ни рассматривался, соответствующая сила всегда препятствует механическому движению.

Трение покоя и коэффициент µ1

Чтобы понять, от чего зависит коэффициент трения, следует сначала дать ему определение. Начнем с трения покоя. Соответствующая сила математически рассчитывается по следующей формуле:

F1 = µ1 * N.

Где N — реакция опоры, на которой находится тело, µ1 — коэффициент трения покоя. От чего зависит последняя величина:

  • Во-первых, от материалов трущихся поверхностей. Очевидно, что µ1 будет гораздо меньше для пары дерево-лед, чем для пары дерево-дерево.
  • Во-вторых, от качества обработки поверхностей. Так, если шероховатость (величина микроскопических впадин и пиков и их количество на поверхностях) будет значительной, то коэффициент µ1 тоже будет большим.
  • В-третьих, µ1 зависит от температуры тел. В некоторых случаях изменение температуры может существенно поменять характер самого трения. Так, понижение температуры льда приводит к тому, что он перестает скользить, то есть µ1 возрастает.

Заметим, что от площади контакта двух тел µ1 не зависит.

Трение скольжения и коэффициент µ2

По своей физической природе трение скольжения существенно не отличается от трения покоя. Формулы, по которым рассчитываются силы для этих видов явления, также имеют одинаковую форму. Для силы скольжения имеем:

F2 = µ2 * N.

Единственным отличием в формулах является то, что в последнем случае используется величина µ2 — коэффициент трения скольжения. От чего зависит величина? Кратко говоря, µ2 определяется теми же факторами, что и µ1. Поскольку происходит процесс скольжения, то пики и впадины на поверхностях не успевают перейти в плотный механический контакт. Также не успевают образоваться слабые межмолекулярные взаимодействия. Все это обуславливает тот факт, что µ2 < µ1.

Как в случае трения покоя, так и в случае скольжения главной причиной их возникновения является поверхностная шероховатость. Если от нее каким-либо образом избавиться, то можно значительно уменьшить силы F1 и F2. Для этой цели в настоящее время создано большое количество смазочных материалов. Слой смазки приводит к пространственному разделению контактов твердых поверхностей, поэтому силы трения значительно уменьшаются.

Отметим, что коэффициент µ2 не зависит от площади контакта и от скорости скольжения (при больших скоростях он начинает плавно уменьшаться).

Трение качения и коэффициент CR

Сразу следует сказать, что причина появления трения качения является совершенно иной, чем для предыдущих рассмотренных видов. Трение качения возникает за счет гистерезиса упругой деформации катящегося тела. Если бы этой деформации не было, то трение качения было бы равно почти нулю.

Сила трения качения F3 определяется так:

F3 = CR * N.

Здесь CR — качения трения коэффициент. От чего зависит CR? Во-первых, он обратно пропорционален радиусу катящегося тела. Во-вторых, он сильно зависит от твердости контактирующих объектов, чем выше эта твердость, тем меньше CR.

Значения коэффициентов CR так же, как значения µ1 и µ2, приведены в специальных таблицах.

Коэффициент трения в жидкостях и газах

Трение в текучих субстанциях имеет более простую природу, чем то же явление между твердыми телами. Она заключается в механическом взаимодействии с частицами субстанции при движении тела в ней.

Тем не менее, математическое описание энергетических потерь, связанных с этим трением, является достаточно сложным. Соответствующее уравнение называется формулой Дарси-Вейсбаха. Здесь мы не будем приводить ее, а лишь скажем, что для оценки отмеченных потерь использует понятие гидравлического коэффициента трения. От чего зависит его значение? Этот коэффициент определяется режимом течения (ламинарный или турбулентный). Режим же зависит от скорости движения, вязкости и плотности текучей субстанции, а также от диаметра трубы. Все эти параметры позволяют рассчитать так называемое число Рейнольдса, которое однозначно определяет значение коэффициента трения.

3) Коэффициент трения зависит от материала и степени шероховатости трущихся поверхностей.

Коэффициент трения () имеет наибольшее значение в начале движения или, вернее, при выходе из покоя. В этом случае он называется коэффициентом трения покоя и обозначается о.

В момент срабатывания амортизатора мы безусловно имеем значение нагрузки, определяемое трением покоя. Следовательно, усилие торможения в процессе работы амортизатора (определяемое коэффициентом трения движения) будет ниже величины его порога срабатывания, как первоначальной силы торможения (определяемой коэффициентом трения покоя).

Вопрос  на сколько?

К сожалению, в общедоступной справочной литературе мне не удалось найти данные по коэффициентам трения синтетических веревок о металлы. Данные по другим (в чем-то аналогичным) материалам  пеньковый канат, кожа, говорят о том, что разница между коэффициентами трения покоя и движения лежит в пределах от 0 до 30%. Если же принять внимание, что большинство полимеров имеют достаточно низкие коэффициенты трения, чем обусловлено использование их в качестве снижающих трение втулок, шайб и т.п., то можно принять разницу между коэффициентами трения покоя и движения не превышающую 1015%. Не будем забывать, что фрикционные элементы амортизаторов имеют достаточно мало шероховатые поверхности, что также способствует снижению разницы в коэффициентах трения.

Здесь мы не можем обойти вниманием тот факт, что коэффициент трения скольжения зависит от скорости движения, причем для различных пар трения (сочетаний трущихся материалов) зависимость эта различна.

Общим является одно  с возрастанием скорости скольжения коэффициент трения уменьшается.

Полагая, что общие закономерности изменения коэффициентов трения в зависимости от скорости скольжения остаются достаточно постоянными, можно сказать (и анализ доступных данных по коэффициентам трения это подтверждает), что снижение коэффициента трения в самом общем случае пропорционально квадрату возрастания скорости скольжения.

Например, при снижении скорости скольжения стали по стали с 27 до 3 м/сек (в 9 раз) коэффициент трения скольжения возрастает с 0,03 до 0,093 раза).

Однако динамика работы амортизирующих устройств такова, что скорость протравливания веревки, в начале даже довольно значительная — из-за снижения коэффициента трения от порогового значения покоя, затем постепенно и неуклонно уменьшается, что приводит к возрастанию коэффициента трения вплоть до исходного значения покоя. Это позволяет при определении суммарной энергоемкости амортизаторов и тормозного пути с достаточной для практики точностью пользоваться значением пороговой нагрузки, как величиной средне-эквивалентной силы торможения. При этом мы не делаем погрешности в определении максимальных усилий, возникающих в страховочной цепи в начале и конце торможения, допуская не слишком значительные погрешности в вычислении суммарного тормозного пути в зависимости от начальной (на момент срабатывания амортизатора) скорости падающего тела.

Величину пороговой нагрузки амортизатора достаточно легко измерить при практических испытаниях с использованием самых простых приборов, в то время как измерение усилий его текущего сопротивления нуждается в весьма сложной аппаратуре.

Чтобы исключить влияние этих погрешностей на практические результаты достаточно  и это важно с любой точки зрения, предусматривать запас веревки на протравливание несколько больший, чем определенный расчетом в принятых допущениях (желательно не менее чем на 1015%).

Как говорится, запас карман не тянет!

Коэффициент трения скольжения | Мир сварки

Коэффициенты трения скольжения для различных материалов
Материал k
Бронза по бронзе 0,2
Бронза по стали 0,18
Дерево по льду 0,035
Дерево сухое по дереву 0,25-0,5
Деревянные полозья по снегу и льду 0,035
Деревянные полозья, обитые железом, по снегу и льду 0,02
Дуб по дубу вдоль волокон 0,48
Дуб по дубу поперек волокон одного и вдоль волокон другого 0,34
Железо по льду 0,020
Канат пеньковый мокрый по дубу 0,33
Канат пеньковый сухой по дубу 0,53
Кожаный ремень влажный по металлу 0,36
Кожаный ремень влажный по дубу 0,27-0,38
Кожаный ремень сухой по металлу 0,56
Кожаный ремень, смазанный жиром, по металлу 0,23
Колесо со стальным бандажом по стальному рельсу 0,16
Лед по льду 0,028
Медь по чугуну 0,27
Металл влажный по дубу 0,24-0,26
Металл сухой по дубу 0,5-0,6
Металл по металлу (кроме пары сталь/сталь) 0,15-0,20
Металл по металлу при смазке 0,07-0,10
Подшипник скольжения при смазке 0,02-0,08
Сталь по железу 0,19
Сталь по льду (коньки) 0,02-0,03
Сталь по стали 0,18
Сталь (или чугун) по феродо и райбесту 0,25-0,45
Сталь по чугуну 0,16
Точильный камень по стали 0,94
Фторопласт по нержавеющей стали 0,064-0,080
Фторопласт-4 по фторопласту 0,052-0,086
Чугун по бронзе 0,21
Чугун по чугуну 0,16
Шина по влажному асфальту (до аквапланирования) 0,35-0,45
Шина по сухому асфальту 0,50-0,75
Шина по влажной грунтовой или гравийной дороге (до аквапланирования) 0,30-0,40
Шина по твердому грунту 0,4-0,6
Шина по гладкому льду 0,15-0,25
Шина по чугуну 0,83

План урока «Лабораторная работа по теме:»Определение коэффициента трения скольжения»

10 кл. Урок – лабораторная работа
Грачёв Тема: «Измерение коэффициента трения скольжения»

  1. Орг. момент (2 мин).
    На одном из банкетов полковник Циллергут, персонаж романа Я.Гашека «Похождения бравого солдата Швейка», рассказал среди прочих следующую историю: «Когда кончился бензин, автомобиль вынужден был остановиться. Это я тоже сам вчера видел. А после этого ещё болтают об инерции, господа!.. Ну, не смешно ли?»

Вопрос учителя: Противоречит ли история, рассказанная полковником Циллергутом, представлению об инерции? Почему?
Ответы учащихся.

  1. Актуализация знаний (3 мин).
    Тест

Выбери букву с верным ответом, буквы ответов занеси в таблицу.

  1. Единица измерения силы трения в системе СИ.

П) Дж; Х) В; Т) Н; Б) А.

  1. Формула для определения силы трения имеет следующий вид:

Р) ; З) ; И) ; Е) .

  1. Выбери верное (-ые) высказывание (-я).

А. Коэффициент трения зависит от качества трущихся поверхностей.
Б. Коэффициент трения не зависит от площади соприкосновения трущихся поверхностей.

У) верно только А. К) верно только Б. Е) верны и А, и Б. М) не верны ни А, ни Б.

  1. Существуют три вида сухого трения: трение покоя, трение скольжения, трения качения. Какой из видов является минимальным по значению?

Ш) трение покоя; Я) трение скольжения; Н) трения качения; О) они все одинаковы по значению.

  1. Формула для определения максимальной силы трения покоя имеет вид:

И) ; Ю) ; В) ; Д)

  1. Коэффициент трения всегда

Ж) равен 1; Е) меньше 1; З) больше 1; Я) может быть любым.

Проверка теста в парах. Должно получиться слово «трение» (1мин).
Критерии оценивания:
«5» — без ошибок;
«4» — 1 ошибка;
«3» — 2,3 ошибки;
«2» — более 3 ошибок.

  1. Введение в тему урока (3 мин).

На доске записаны две формулы: , .

Вопросы учителя:

  1. Как коэффициент трения влияет на величину силы трения?
    2) Чем различаются формулы? Чем похожи?
    3) Как бы ты на практике измерил коэффициент трения?

  1. Целеполагание (2 мин).

Цель (озвучивается учащимися): измерение коэффициента трения скольжения.
Задачи (озвучиваются учащимися с помощью наводящих вопросов учителя):
1) ознакомиться с теорией определения коэффициента трения.
2) провести эксперимент по измерению коэффициента трения .
3) сделать вывод о зависимости от .

  1. Теория вопроса (3 мин).
    (Открыть стр.8 в лабораторных тетрадях)
    При равномерном движении на тело действуют три силы, геометрическая сумма которых равна 0.

m + = 0.
Если спроецировать силы на ось Х, направив её вдоль направления силы реакции опоры , получим следующее уравнение:
N = mg , т.к. mg — mg = 0 = и = tg .

Т.о., чтобы вычислить коэффициент трения , надо определить угол наклона плоскости. Из прямоугольного треугольника tg = , где h – высота наклонной плоскости, d – длина основания наклонной плоскости, тогда = .

6. Выполнение лабораторной работы (18 мин).

1) ТБ при выполнении работы.
2) Ход выполнения, прямые измерения h, d, — длина наклонной плоскости.
3) Выполнение эксперимента, расчёт = .
4) Запись вывода.
7. Д\з: стр.8 в лабораторной тетради ответить на вопросы к лабораторной работе.
8. Рефлексия (2 мин).
1) Понятны ли были цели и задачи работы?
2) Какие затруднения были при выполнении эксперимента?
3) Сможете ли повторить опыт самостоятельно?
4) Сможете ли описать физ. величину «коэффициент трения»?

9. Самооценка и оценка учителем деятельности на уроке.

Цель и задачи учителя:

Цель: помочь в проведении эксперимента по измерению коэффициента трения.
Задачи:
1. Проверить, проанализировать и оценить теоретические знания по теме: «Сила трения».
2. Подвести обучающихся к постановке цели и задачам урока.
3. Оказать помощь при подготовке и выполнении работы.
4. Проанализировать и оценить качество выполнения работы.

Отрабатываемые УУД:

  1. Умение работать с текстовой и графической информацией.

  2. Умение кратко, чётко и грамотно формулировать цель и задачи деятельности и прогнозировать её результаты.

  3. Отработка навыков смыслового чтения.

  4. Отработка навыков аналитического мышления при выборе ответа из представленных возможностей.

  5. Закрепление навыков работы с инструментами и приборами.

  6. Умение работать в паре и распределять роли в соответствии с поставленными задачами.

  7. Отработка умений объективно анализировать результаты своей деятельности.

Механика

Ньютона — Как сила трения зависит от нормальной реакции?

Вы должны начать с рассмотрения микроскопического происхождения силы трения.

В большинстве случаев поверхности являются шероховатыми, поэтому при соприкосновении двух поверхностей они фактически соприкасаются только в самых высоких точках на поверхностях. Мы называем эти высокие точки неровностями, и на приведенной ниже диаграмме я выделил красным цветом, где неровности на поверхностях соприкасаются.

Следствием этого является то, что реальная площадь контакта намного меньше, чем общая площадь области перекрытия.Назовем эту реальную область контакта $ A_r $.

Поскольку $ A_r $ настолько мало, давление в контактах, то есть нормальная сила, деленная на площадь, очень велико. На самом деле он настолько высок, что деформирует кончики неровностей. Грубо говоря, неровности сжимаются и увеличивают площадь контакта, пока давление не сравняется с пределом текучести материала. Предположим, что нормальная сила равна $ F_n $, а предел текучести равен $ \ sigma $, тогда реальная площадь контакта на квадрат будет примерно такой:

$$ A_r = \ frac {F_n} {\ sigma} $$

Поскольку предел текучести является постоянным свойством материала, мы получаем:

$$ A_r \ propto F_n $$

Следующий шаг — отметить, что когда две поверхности соприкасаются, они прилипают друг к другу.Эта адгезия обусловлена ​​теми же межатомными силами, которые удерживают твердые тела вместе, и действительно, если поверхности действительно чистые, они образуют связь с такой же прочностью, что и сам материал. Это явление известно как холодная сварка. В большинстве случаев поверхности не чистые, и адгезия не такая сильная, но в любом случае это означает, что существует энергия адгезии, то есть энергия, необходимая для разрыва поверхностей, и эта энергия пропорциональна площади контакта.

$$ E_a \ propto A_r \ propto F_n $$

Таким образом, энергия адгезии пропорциональна нормальной силе.

И на этом мы почти закончили. Предположим, мы скользим двумя поверхностями друг по другу с некоторой скоростью $ v $, это означает, что мы непрерывно раздвигаем эти соприкасающиеся неровности и, следовательно, мы непрерывно подаем энергию $ E_a $, необходимую для разделения этих неровностей. Количество неровностей, которые мы ломаем в секунду, пропорционально скорости, поэтому энергия, необходимая в секунду, пропорциональна скорости. Но энергия в секунду — это просто мощность, $ W $, поэтому мы получаем:

$$ W = \ mu F_n v $$

для некоторой постоянной $ \ mu $.Но мощность — это просто сила, умноженная на скорость, поэтому это означает, что должна быть сила трения, $ F_f $, определяемая по формуле:

$$ W = F_f v = \ mu F_n v $$

И поэтому:

$$ F_f = \ mu F_n $$

Вот и все. Мы закончили с законом Амонтона, гласящим, что сила трения пропорциональна нормальной силе, а коэффициент трения равен коэффициенту трения $ \ mu $.

Важно понимать, что все это скорее махание руками, поэтому это только приблизительное значение.В реальной жизни коэффициент трения примерно постоянен и зависит от скорости скольжения, нагрузки и, вероятно, многих других вещей, которые я не могу вспомнить. Однако этот аргумент дает вам основную причину, по которой закон Амонтона является довольно хорошим описанием во многих обстоятельствах.

коэффициент трения зависит от

Например, лед на стали имеет низкий коэффициент трения — два материала легко скользят друг мимо друга — в то время как резина на тротуаре имеет высокий коэффициент трения — материалы не скользят друг мимо друга легко.A. Статическое трение зависит от площади контакта. У него … Найдено внутри — истинный коэффициент трения зависит от скорости скольжения, которая, кажется, зависит от возбуждения и конструктивной системы. Использование модели постоянного трения Кулона может привести к довольно близкой оценке пикового отклика … Чем ниже статическое трение, тем легче заставить объект начать движение. Трение НЕ зависит от массы тела. Это зависит от нормальной силы и шероховатости контактирующей поверхности.Когда тело помещается … Коэффициент трения — это величина, на единицу меньше, с величиной обычно от 0 до 1,0. Трение — одна из моих любимых тем в классической физике, это одна из тех пограничных тем, которые можно объяснить с различными уровнями глубины … Здесь (fs) max — максимальное значение силы статического трения непосредственно перед скольжением или движение блока называется коэффициентом статического трения (мкс). C. Оба (A) и (B) Сила действует в направлении, противоположном тому, как объект хочет скользить.Первый зависит от материалов, из которых сделаны два объекта. Ответ эксперта. 8.15). 43) Сила, необходимая для перемещения тела вверх по плоскости, будет минимальной, если оно образует угол с наклонной плоскостью _____ угол трения. Коэффициент кинетического трения напрямую не связан с массой блока. Рисунок: Уменьшение коэффициента поверхностного трения при поверхностном ламинарном обтекании пластины. Коэффициент трения СУХАЯ СМАЗКА Метод испытания Статическое скольжение Статическое скольжение Примечание. Резина не имеет единственного постоянного коэффициента трения.Это зависит от многих вещей: Начнем с того, что это зависит как от свойств поверхности материала, по которому скользит объект, так и от поверхности, по которой скользит … Home Tags Коэффициент трения зависит от. (а) Статическое трение зависит от площади контакта. Уменьшение… Коэффициент трения зависит от. f = µN. Коэффициент трения зависит от. Все . Известно, что коэффициент трения в основном зависит от большого количества параметров системы и нагрузки. Коэффициент статического трения — это сила трения между двумя объектами, когда ни один из объектов не движется.Но также для предотвращения или ограничения коррозии в определенных областях применения. Ответ &… Тесты исследовали применимость закона Амонтона, влияние повышенной и пониженной гидратации, а также эффект от применения увлажняющих кремов. Ответ: Коэффициент трения — это отношение предельного трения и нормального … Коэффициент трения зависит от двух поверхностей, которые находятся в контакте. ПРИМЕНЕНИЕ. Работа Карлайла «О героях, поклонении героям и героическом в истории» — это курс? Вот диаграмма некоторых коэффициентов трения: Трение не зависит от площади поверхности D) характер… Вот несколько примеров статического трения: Есть два типа коэффициента трения: Статический коэффициент трения; Кинетическая (также… Угол, под которым один объект…) и полировка поверхности.Коэффициент трения зависит от двух поверхностей, которые… Примеры статического трения. Коэффициент трения (COF) — это безразмерное число, которое определяется как отношение между силой трения и нормальной силой (уравнение (2.1)). Материалы с меньшим COF… «Должны иметь широкое применение во многих отраслях промышленности, от автомобилей до компьютеров. — в основном любая организация, занимающаяся продуктами, имеющими движущиеся части! Это скаляр, означающий, что направление силы не влияет на физическую величину.Однако в литературе можно найти таблицы для коэффициентов трения между различными материалами. A. Природа поверхностей только Themehunk WordPress Theme. Коэффициент трения зависит от предметов, вызывающих трение. C. Прочность поверхностей. Формула для расчета коэффициента трения: μ = f ÷ N. Сила трения f всегда действует в направлении, противоположном предполагаемому или фактическому движению, но только параллельно поверхности. Коэффициент трения пленки зависит от поверхностной адгезии (поверхностного натяжения и кристалличности), добавки (сглаживающий агент, пигмент и т. Д.)Находится внутри — Страница 1 Это ваш путеводитель по фундаментальным принципам (таким как законы Ньютона), и в книге даются интуитивно понятные базовые объяснения поведения велосипеда. Каждая концепция представлена ​​и проиллюстрирована простыми повседневными примерами. В фрикционных зажимах коэффициент трения играет основную роль, так как коэффициент трения напрямую зависит от материала, с которым контактируют… Описание: Коэффициент трения равен? Предельный коэффициент статического трения между двумя поверхностями зависит от двух поверхностей и, как таковой, должен быть одинаковым для одной и той же пары поверхностей.Эта книга поможет читателям глубже понять соответствующие концепции и решения проблем глобальной устойчивости с целью достижения более чистой и эффективной энергии. Коэффициент трения зависит от __________________? … Небольшие различия в коэффициенте трения сильно влияют на растяжение при изгибах, как указано в статье 3 этой серии. Тангенс угла — это коэффициент трения. изменение коэффициента трения. Кулон уже представил экспериментальные доказательства того, что статический коэффициент трения может зависеть от времени, нормальной силы, размера контакта, природы контактирующих материалов и наличия промежуточных слоев смазки.Это скаляр, означающий, что направление силы не влияет на физическую величину. Изображение: Для получения дополнительной информации о MCQ по инженерной механике щелкните здесь. Земля создает большую силу на… | От какого из следующих факторов зависит коэффициент трения? Это сила, которую необходимо преодолеть, чтобы привести объект в движение. Предельный коэффициент статического трения между двумя поверхностями зависит от двух поверхностей и, как таковой, должен быть одинаковым для одной и той же пары поверхностей. На рис. 7.14 показано изменение отношения значений коэффициента поверхностного трения сжимаемой к несжимаемой среде в зависимости от числа Маха для различных типов течения на адиабатической пластине.Вопрос ⇒ 69. Текст разработан с учетом объема и последовательности большинства университетских курсов физики и обеспечивает основу для карьеры в области математики, естественных наук или инженерии. Коэффициент трения Существует два простых метода оценки коэффициента трения: путем измерения угла движения и с помощью датчика силы. Здесь f регулируется, только если трение меньше предельного. В это издание автор включил обновления по трению, износу и смазке, а также полностью переработанный материал, включая последние достижения в трибологии на нано- и микроуровне, а также переработанное введение в… где f s — сила статического трения, μ s — коэффициент статического трения (число, которое зависит от состава материала и шероховатости обеих поверхностей), а n — нормальная сила, прижимающая две поверхности друг к другу. Коэффициент трения безразмерен и не имеет единицы измерения. В этой книге впервые в полной форме описан метод моделирования для быстрого расчета контактных свойств и трения между шероховатыми поверхностями. Экспериментальное определение коэффициента трения, μ Когда тело кладут на землю,… Найдено внутри — Страница 69 Если коэффициент трения равен, то нормальная сила N определяется как: (a) μF (b) F (c ) FN (d) F Единица линейного… (b) Коэффициент трения зависит от силы, действующей под прямым углом к ​​контактирующим поверхностям. Сила трения действует против направления движения. Обратите внимание, что F k Высота американских горок в футах, Международная продовольственная конференция 2021 г., Прогноз Хартлпул против Уилдстоуна, Какой процент вы хаффлпаффец, Ядовитые растения в Северном Техасе, Трэвис Скотт Рубашка Скоттс, Белла Роуз Эстейт Джобс, Lockheed Martin Best Fighter Jets,

Коэффициент трения Факты для детей

Коэффициент трения — это значение, которое показывает взаимосвязь между двумя объектами и нормальную реакцию между задействованными объектами.Это значение, которое иногда используется в физике для определения нормальной силы объекта или силы трения, когда другие методы недоступны.

Коэффициент трения отображается как [math] F_f = \ mu F_ {n} \, [/ math]. В этом уравнении [math] F_f [/ math] — сила трения, [math] \ mu [/ math] — коэффициент трения, а [math] F_ {n} \, [/ math] — нормальная сила. .

Коэффициент [math] \ mu [/ math] может означать две разные вещи. Это либо коэффициент трения покоя [математика] \ mu_s [/ math], либо коэффициент трения динамический [математика] \ mu_k [/ math].Коэффициент статического трения — это сила трения между двумя объектами, когда ни один из объектов не движется. Коэффициент динамического трения — это сила между двумя объектами, когда один объект движется или два объекта движутся друг относительно друга.

Коэффициент трения безразмерен и не имеет единиц измерения. Это скаляр, означающий, что направление силы не влияет на физическую величину.

Коэффициент трения зависит от предметов, вызывающих трение.Значение обычно находится в диапазоне от 0 до 1, но может быть больше 1. Значение 0 означает, что трение между объектами отсутствует; такое возможно со сверхтекучестью. В противном случае все объекты будут иметь некоторое трение при соприкосновении друг с другом. Значение 1 означает, что сила трения равна нормальной силе. Ошибочно считать, что коэффициент трения ограничен значениями от нуля до единицы. Коэффициент трения больше единицы просто означает, что сила трения сильнее нормальной силы.Например, такой объект, как силиконовый каучук, может иметь коэффициент трения намного больше единицы.

Сила трения — это сила, прилагаемая поверхностью, когда объект движется по ней или делает усилие, чтобы переместиться по ней.

Сила трения или сила трения (статическая или кинетическая) может быть выражена как

[математика] F_f = \ mu N [/ математика] (1)

где

[math] F_f [/ math] — сила трения (в Ньютонах),

[math] \ mu [/ math] — статический ([math] \ mu_s [/ math]) или кинетический ([math] \ mu_k [/ math]) коэффициент трения (безразмерный) и

[math] N [/ math] — нормальная сила (в Ньютонах).

Это также может быть известно как трение. Он представлен как (f).

Источники

  • Чтобы найти эквивалентную статью в En wiki, щелкните здесь

Имеет ли значение, насколько велика площадь контакта между объектом и поверхностью для трения?

Сила из-за трения обычно не зависит от площади контакта между и двумя поверхностями . Это означает, что даже если у вас есть два тяжелых объекта , одинаковой массы, один из которых вдвое меньше длины и вдвое выше другого, они все равно испытывают ту же силу трения , когда вы тащите их по земле. .

Щелкните, чтобы увидеть полный ответ.

Кроме того, зависит ли коэффициент трения от площади поверхности?

В идеале коэффициент кинетического трения Только зависит от природы поверхностей . Это не , а не , зависит от каких-либо других факторов, включая относительную скорость поверхностей и площадь поверхности контакта. Вы определите µ. Вы исследуете силу трения , изучая объекты, движущиеся с постоянной скоростью.

Кроме того, как коэффициент трения зависит от нормальной силы между контактирующими поверхностями? 3 ответа. Коэффициент трения в большинстве случаев должен оставаться постоянным, независимо от того, какова ваша нормальная сила . Когда вы прикладываете большую нормальную силу , сила трения увеличивается, а ваш коэффициент трения остается прежним.

Далее возникает вопрос, какова взаимосвязь между типом поверхности и величиной трения?

Трение возникает из-за того, что поверхность не является идеально гладкой.Более грубые поверхности имеют большее трение между ними. Более тяжелые предметы также имеют большее трение , потому что они сжимаются вместе с большей силой. Трение выделяет тепло, потому что оно заставляет молекулы на трущихся поверхностях двигаться быстрее и иметь больше энергии.

Зависит ли трение качения от площади контакта?

Дополнительные факторы включают радиус колеса и скорость движения. Таким образом, как и трение скольжения и гидравлическое трение , трение качения также не зависит от от площади , поверхности, скорее, зависит от от материалов в контакте i.е. коэффициент трения между ними и вес объекта , перекатывающийся на над другим.

Назовите коэффициент, от которого зависит коэффициент трения? КЛАСС

Нокаут NEET 2024

Персонализированный наставник с искусственным интеллектом и адаптивное расписание, Материал для самообучения, Неограниченные пробные тесты и персонализированные аналитические отчеты, Круглосуточная поддержка в чате сомнений.

₹ 40000 / —

купить сейчас
Выбивной NEET 2025

Персонализированный наставник с искусственным интеллектом и адаптивное расписание, Материал для самообучения, Неограниченные пробные тесты и персонализированные аналитические отчеты, Круглосуточная поддержка в чате сомнений.

₹ 45000 / —

купить сейчас
Основание NEET + Нокаут NEET 2024

Персонализированный наставник с искусственным интеллектом и адаптивное расписание, Материал для самообучения, Неограниченные пробные тесты и персонализированные аналитические отчеты, Круглосуточная поддержка в чате сомнений.

54999 ₹ / — 42499 ₹ / —

купить сейчас
NEET Foundation + Knockout NEET 2024 (простая установка)

Персонализированный наставник с искусственным интеллектом и адаптивное расписание, Материал для самообучения, Неограниченные пробные тесты и персонализированные аналитические отчеты, Круглосуточная поддержка в чате сомнений.

3999 / —

купить сейчас
NEET Foundation + Knockout NEET 2025 (простая установка)

Персонализированный наставник с искусственным интеллектом и адаптивное расписание, Материал для самообучения, Неограниченные пробные тесты и персонализированные аналитические отчеты, Круглосуточная поддержка в чате сомнений.

3999 / —

купить сейчас

Коэффициент трения Факты для детей

Коэффициент трения — это значение, которое показывает взаимосвязь между двумя объектами и нормальную реакцию между задействованными объектами.Это значение, которое иногда используется в физике для определения нормальной силы объекта или силы трения, когда другие методы недоступны.

Коэффициент трения показан как. В этом уравнении — сила трения, — коэффициент трения, — нормальная сила.

Коэффициент может быть две разные вещи. Это либо коэффициент трения покоя , либо коэффициент трения покоя . Коэффициент трения покоя — это сила трения между двумя объектами, когда ни один из объектов не движется.Коэффициент динамического трения — это сила между двумя объектами, когда один объект движется или два объекта движутся друг относительно друга.

Коэффициент трения безразмерен и не имеет единиц измерения. Это скаляр, означающий, что направление силы не влияет на физическую величину.

Коэффициент трения зависит от предметов, вызывающих трение. Значение обычно находится в диапазоне от 0 до 1, но может быть больше 1. Значение 0 означает, что трение между объектами отсутствует; такое возможно со сверхтекучестью.В противном случае все объекты будут иметь некоторое трение при соприкосновении друг с другом. Значение 1 означает, что сила трения равна нормальной силе. Ошибочно считать, что коэффициент трения ограничен значениями от нуля до единицы. Коэффициент трения больше единицы просто означает, что сила трения сильнее нормальной силы. Например, такой объект, как силиконовый каучук, может иметь коэффициент трения намного больше единицы.

Сила трения — это сила, прилагаемая поверхностью, когда объект движется по ней или делает усилие, чтобы переместиться по ней.

Сила трения или сила трения (статическая или кинетическая) может быть выражена как

(1)

где

— сила трения (в Ньютонах),

— статический () или кинетический () коэффициент трения (безразмерный) и

— нормальная сила (в Ньютонах).

это также может быть известно как трение. Оно обозначается как (f).

  • Чтобы найти эквивалентную статью в En wiki, щелкните здесь

Детские картинки

  • Рисунок 1: Моделированные блоки с фрактальной шероховатой поверхностью, демонстрирующие статические фрикционные взаимодействия

  • Когда масса неподвижна, объект испытывает статическое трение.Трение увеличивается по мере увеличения приложенной силы, пока блок не переместится. После того, как блок перемещается, он испытывает кинетическое трение, которое меньше максимального статического трения.

Влияет ли масса на коэффициент трения? — Цвета-NewYork.com

Влияет ли масса на коэффициент трения?

Также коэффициент трения не зависит от массы объекта.

Увеличивается ли коэффициент трения с увеличением массы?

По мере увеличения массы увеличивается статическое трение.Это потому, что нормальная сила увеличивается с увеличением массы.

Как увеличение массы влияет на трение?

Объект большой массы прижимается к поверхности с большей силой, чем объект малой массы, и, как следствие, между поверхностью тяжелого объекта возникает большее трение, чем между поверхностью и легким объектом.

Зависит ли коэффициент кинетического трения от веса блока?

Чем больше масса, тем выше сила, необходимая для предотвращения движения.Мы также измерили коэффициенты статического и кинетического трения для блока и определили, не зависит ли коэффициент кинетического трения от веса.

Зависит ли трение от нормальной силы?

Величина силы трения также зависит от нормальной силы. Обратите внимание, что сила трения параллельна двум поверхностям. По мере увеличения силы нормальной силы (которая является силой между «скользящими» поверхностями) сила или величина трения также увеличивается.

Зависит ли коэффициент трения от скорости?

Коэффициент кинетического трения не должен зависеть от скорости. Кинетическое трение зависит от ускорения, а ускорение зависит от изменения скорости за данное изменение во времени.

Что такое высокий коэффициент трения?

Коэффициент трения µ — это величина трения, существующего между двумя поверхностями. Низкое значение коэффициента трения указывает на то, что сила, необходимая для скольжения, меньше, чем сила, необходимая при высоком коэффициенте трения.

Что такое хороший коэффициент трения?

Большинство сухих материалов в сочетании имеют значения коэффициента трения от 0,3 до 0,6. Значения вне этого диапазона встречаются реже, но тефлон, например, может иметь коэффициент всего 0,04.

От чего зависит коэффициент трения?

Коэффициент трения зависит от предметов, вызывающих трение. Коэффициент трения больше единицы просто означает, что сила трения сильнее нормальной силы.Например, такой объект, как силиконовый каучук, может иметь коэффициент трения намного больше единицы.

Какие 3 фактора влияют на трение?

Сила трения между двумя телами зависит в основном от трех факторов: (I) сцепления между поверхностями тела (ii) шероховатости поверхности (iii) деформации тел.

Почему у резины высокий коэффициент трения?

Современные теории предполагают, что когда резина движется по гладкой поверхности, именно молекулярные силы между ними являются основной причиной трения.Но когда поверхность шероховатая, деформация целых молекулярных слоев резины является основной причиной трения.

Почему резина такая цепкая?

Резина цепкая из-за сильного трения между предметами. Подумайте об этом так: у вас есть кубик льда на стальном склоне. Кубик льда будет легко скользить по стальному склону из-за отсутствия трения между двумя объектами.

Какой коэффициент трения у резины?

Материал против материала Статический коэффициент трения
Полистирол Сталь .30 — 0,35
Резина Резина 1,15
Резина Асфальт ,9
Резина Бетон ,6

Имеет ли стекло высокое трение?

Стекло — единственный известный материал, который демонстрирует меньшее трение в вакууме, чем на воздухе. 2. Металлы, контактирующие со стеклом в вакууме, демонстрируют такое же трение, как стекло при контакте со стеклом.

Какие поверхности имеют наибольшее трение?

Более грубые поверхности имеют большее трение между собой, чем более гладкие поверхности. Вот почему мы кладем песок на обледеневшие тротуары и дороги. Вы не можете скользить по льду в обуви так далеко, как на лезвиях коньков (см. Рисунок ниже). Более грубая поверхность подошвы вызывает большее трение и замедляет вашу работу.

Что вызывает трение?

Причины трения: Трение — это сила, которая сопротивляется относительному движению между двумя объектами или материалами.Причины этой силы сопротивления — молекулярная адгезия, шероховатость поверхности и деформации. Адгезия — это молекулярная сила, возникающая, когда два материала находятся в тесном контакте друг с другом.

Какие материалы поверхностей имеют повышенное трение?

Типичным материалом с высоким коэффициентом трения является резина, которая используется в различных областях, таких как обувь и шины. Адгезионная система ящериц-гекконов также демонстрирует высокое трение. В отличие от других материалов с высоким коэффициентом трения, клей геккона состоит из жесткого и прочного материала.

Какой материал имеет наименьшее трение?

ПТФЭ

Какие поверхности имеют наименьшее трение?

Стекло имеет сравнительно лучшую полировку и ровную гладкую поверхность. Так что трение в нем меньше всего.

Почему более грубые поверхности имеют большее трение?

Пара шероховатых поверхностей будет иметь большее трение, чем пара гладких поверхностей, потому что «пики» одной поверхности могут попадать в «впадины» другой, а это означает, что для продолжения движения либо что-то должно сломаться, либо поверхности нужно будет ненадолго раздвинуть.

Как можно уменьшить трение?

При полировке поверхности поверхность становится гладкой и трение уменьшается. Использование смазок, таких как масло или консистентная смазка, может уменьшить трение между поверхностями. Когда предметы катятся по поверхности, трение между катящимся предметом и поверхностью можно уменьшить с помощью шарикоподшипников.

Что происходит с трением, когда два объекта прижимаются друг к другу?

Что происходит с трением, когда два объекта прижимаются друг к другу с большей силой? Увеличивается трение.

Трение — это толчок или тяга?

Трение — это сила, которая нагревает вещи. Это происходит, когда мы потираем руки друг о друга, и тепло, создаваемое трением, согревает наши руки. В толкании и вытягивании используется другая сила, а также давление, которое представляет собой силу, прилагаемую к определенному весу.

Как трение влияет на скорость?

Сила сопротивления трением заставляет объекты замедляться при движении в жидкости, такой как воздух или вода. По мере увеличения скорости объекта сила сопротивления жидкости возрастает в геометрической прогрессии.• Например, когда вы едете на высоких скоростях, сила трения воздуха в автомобиле увеличивается, а экономия топлива снижается.

Какое направление силы трения?

Нормальная сила — это одна из составляющих силы контакта между двумя объектами, действующая перпендикулярно их поверхности раздела. Другая составляющая — сила трения; он находится в направлении, параллельном плоскости границы раздела между объектами. Трение всегда препятствует относительному движению поверхностей.

Трение о лед высокое или низкое?

Аннотация. Трение о лед сильно зависит от температуры. При достаточно низких температурах сопротивление трению на льду оказывается высоким, сравнимым с сопротивлением трения на влажных или даже сухих твердых поверхностях. Однако по мере того, как температура повышается и приближается к точке плавления льда, трение быстро уменьшается.

Какое направление силы?

Направление чистой силы определяет направление движения объекта.Когда две силы действуют в одном направлении, они складываются. Когда силы действуют в противоположных направлениях, они объединяются путем вычитания меньшей силы из большей силы.

В каком направлении трение при круговом движении?

Сила трения действует как по направлению к центру круга, так и против вектора скорости автомобиля.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *