La forza di attrito in condizioni terrestri accompagna qualsiasi movimento dei corpi. Si verifica quando due corpi entrano in contatto, se questi corpi si muovono l'uno rispetto all'altro. La forza di attrito è sempre diretta lungo la superficie di contatto, contrariamente alla forza elastica, che è diretta perpendicolarmente (Fig. 1, Fig. 2).
Riso. 1. La differenza tra le direzioni della forza di attrito e la forza elastica
Riso. 2. La superficie agisce sulla barra e la barra agisce sulla superficie
Esistono tipi di attrito secco e non secco. Il tipo di attrito a secco si verifica quando i solidi entrano in contatto.
Si consideri una barra che giace su una superficie orizzontale (Fig. 3). È influenzato dalla forza di gravità e dalla forza di reazione del supporto. Agiamo sulla barra con una piccola forza , diretto lungo la superficie. Se la barra non si muove, la forza applicata viene bilanciata da un'altra forza, chiamata forza di attrito statico.
Riso. 3. Forza di attrito statico
La forza di attrito statico () in direzione opposta e uguale in grandezza alla forza che tende a muovere il corpo parallelamente alla superficie del suo contatto con un altro corpo.
Con l'aumento della forza di “taglio”, la barra rimane ferma, quindi aumenta anche la forza di attrito statico. Con un po' di forza, sufficientemente grande, la barra comincerà a muoversi. Ciò significa che la forza di attrito statico non può aumentare all'infinito: esiste un limite superiore, più del quale non può essere. Il valore di questo limite è la massima forza di attrito statico.
Agiamo sulla barra con un dinamometro.
Riso. 4. Misurare la forza di attrito con un dinamometro
Se il dinamometro agisce su di essa con una forza, allora si può notare che la massima forza di attrito statico aumenta con l'aumentare della massa della barra, cioè con l'aumento della forza di gravità e della forza di reazione della sostegno. Se vengono effettuate misurazioni accurate, mostreranno che la massima forza di attrito statico è direttamente proporzionale alla forza di reazione del supporto:
dove è il modulo della massima forza di attrito statico; N– forza di reazione di supporto (pressione normale); - coefficiente di attrito statico (proporzionalità). Pertanto, la massima forza di attrito statico è direttamente proporzionale alla forza della pressione normale.
Se conduciamo un esperimento con un dinamometro e una barra di massa costante, ruotando la barra su diversi lati (cambiando l'area di contatto con il tavolo), possiamo vedere che la massima forza di attrito statico non cambia ( Fig. 5). Pertanto, la massima forza di attrito statico non dipende dall'area di contatto.
Riso. 5. Il valore massimo della forza di attrito statico non dipende dall'area di contatto
Studi più accurati mostrano che l'attrito statico è completamente determinato dalla forza applicata al corpo e dalla formula.
La forza di attrito statico non impedisce sempre il movimento del corpo. Ad esempio, la forza di attrito statico agisce sulla suola della scarpa, impartendo accelerazione e consentendo di camminare a terra senza scivolare (Fig. 6).
Riso. 6. Forza di attrito statico agente sulla suola della calzatura
Altro esempio: la forza di attrito statico che agisce sulla ruota di un'auto permette di mettersi in movimento senza slittare (Fig. 7).
Riso. 7. La forza di attrito statico che agisce sulla ruota dell'auto
Nelle trasmissioni a cinghia agisce anche la forza di attrito statico (Fig. 8).
Riso. 8. Forza di attrito statico nelle trasmissioni a cinghia
Se il corpo è in movimento, la forza di attrito che agisce su di esso dal lato della superficie non scompare, questo tipo di attrito è chiamato attrito radente. Le misurazioni mostrano che la forza di attrito radente è praticamente uguale in grandezza alla forza massima di attrito statico (Fig. 9).
Riso. 9. Forza di attrito radente
La forza dell'attrito radente è sempre diretta contro la velocità del corpo, cioè impedisce il movimento. Di conseguenza, quando il corpo si muove solo sotto l'azione della forza di attrito, gli impartisce un'accelerazione negativa, cioè la velocità del corpo è in costante diminuzione.
L'entità della forza di attrito radente è anche proporzionale alla forza della pressione normale.
dove è il modulo della forza di attrito radente; N– forza di reazione di supporto (pressione normale); – coefficiente di attrito radente (proporzionalità).
La figura 10 mostra un grafico della dipendenza della forza di attrito dalla forza applicata. Mostra due diverse aree. La prima sezione, in cui la forza di attrito aumenta all'aumentare della forza applicata, corrisponde all'attrito statico. La seconda sezione, dove la forza di attrito non dipende dalla forza esterna, corrisponde all'attrito radente.
Riso. 10. Grafico della dipendenza della forza di attrito dalla forza applicata
Il coefficiente di attrito radente è approssimativamente uguale al coefficiente di attrito statico. Tipicamente, il coefficiente di attrito radente è inferiore all'unità. Ciò significa che la forza di attrito radente è inferiore alla normale forza di pressione.
Il coefficiente di attrito radente è una caratteristica dello sfregamento di due corpi l'uno contro l'altro, dipende da quali materiali sono fatti i corpi e da quanto bene vengono lavorate le superfici (lisce o ruvide).
L'origine delle forze di attrito statico e di scorrimento è dovuta al fatto che qualsiasi superficie a livello microscopico non è piana, ci sono sempre disomogeneità microscopiche su qualsiasi superficie (Fig. 11).
Riso. 11. Superfici dei corpi a livello microscopico
Quando due corpi in contatto sono soggetti a un tentativo di muoversi l'uno rispetto all'altro, queste disomogeneità si agganciano e impediscono questo movimento. Con una piccola quantità di forza applicata, questo impegno è sufficiente per impedire ai corpi di muoversi, quindi si verifica attrito statico. Quando la forza esterna supera il massimo attrito statico, l'impegno della rugosità non è sufficiente a trattenere i corpi e iniziano a spostarsi l'uno rispetto all'altro, mentre la forza di attrito radente agisce tra i corpi.
Questo tipo di attrito si verifica quando i corpi rotolano l'uno sull'altro o quando un corpo rotola sulla superficie di un altro. L'attrito volvente, come l'attrito radente, impartisce un'accelerazione negativa al corpo.
Il verificarsi della forza di attrito volvente è dovuto alla deformazione del corpo volvente e della superficie di appoggio. Quindi, una ruota posta su una superficie orizzontale deforma quest'ultima. Quando la ruota si muove, le deformazioni non hanno il tempo di riprendersi, quindi la ruota deve sempre salire su una piccola collina, il che provoca un momento di forze che rallenta il rotolamento.
Riso. 12. Evento della forza di attrito volvente
L'entità della forza di attrito volvente, di regola, è molte volte inferiore alla forza di attrito radente, a parità di tutte le altre condizioni. Per questo motivo, il rotolamento è un tipo comune di movimento in ingegneria.
Quando un corpo solido si muove in un liquido o gas, una forza di resistenza agisce su di esso dal lato del mezzo. Questa forza è diretta contro la velocità del corpo e rallenta il movimento (Fig. 13).
La caratteristica principale della forza di resistenza è che si verifica solo in presenza di movimento relativo del corpo e del suo ambiente. Cioè, la forza di attrito statico nei liquidi e nei gas non esiste. Ciò porta al fatto che una persona può spostare anche una chiatta pesante che si trova sull'acqua.
Riso. 13. Forza di resistenza che agisce su un corpo quando si muove in un liquido o gas
Il modulo della forza di resistenza dipende da:
Dalle dimensioni del corpo e dalla sua forma geometrica (Fig. 14);
Condizioni della superficie corporea (Fig. 15);
Proprietà di un liquido o di un gas (Fig. 16);
La velocità relativa del corpo e del suo ambiente (Fig. 17).
Riso. 14. Dipendenze del modulo della forza di resistenza dalla forma geometrica
Riso. 15. Dipendenze del modulo della forza di resistenza dallo stato della superficie corporea
Riso. 16. Dipendenze del modulo della forza di resistenza dalle proprietà di un liquido o di un gas
Riso. 17. Dipendenze del modulo della forza di resistenza dalla velocità relativa del corpo e del suo ambiente
La figura 18 mostra un grafico della dipendenza della forza di resistenza dalla velocità del corpo. Ad una velocità relativa uguale a zero, la forza di trascinamento non agisce sul corpo. Con un aumento della velocità relativa, la forza di resistenza prima cresce lentamente, quindi aumenta il tasso di crescita.
Riso. 18. Grafico della dipendenza della forza di resistenza dalla velocità del corpo
A bassi valori della velocità relativa, la forza di trascinamento è direttamente proporzionale al valore di questa velocità:
dove è il valore della velocità relativa; - coefficiente di resistenza, che dipende dal tipo di mezzo viscoso, dalla forma e dalle dimensioni del corpo.
Se la velocità relativa è sufficientemente grande, la forza di trascinamento diventa proporzionale al quadrato di questa velocità.
dove è il valore della velocità relativa; è il coefficiente di resistenza.
La scelta della formula per ogni caso specifico è determinata empiricamente.
Un corpo di massa 600 g si muove uniformemente lungo una superficie orizzontale (Fig. 19). In questo caso, viene applicata una forza il cui valore è 1,2 N. Determinare il valore del coefficiente di attrito tra il corpo e la superficie.
chiamato asciutto. Altrimenti, l'attrito è chiamato "liquido". Una caratteristica distintiva dell'attrito a secco è la presenza di attrito statico.
È stato sperimentalmente stabilito che la forza di attrito dipende dalla forza di pressione dei corpi l'uno sull'altro (la forza di reazione del supporto), dai materiali delle superfici di sfregamento, dalla velocità del movimento relativo e non dipende dalla zona di contatto. (Ciò può essere spiegato dal fatto che nessun corpo è assolutamente uniforme. Pertanto, la vera area di contatto è molto inferiore a quella osservata. Inoltre, aumentando l'area, riduciamo la pressione specifica del corpi l'uno sull'altro.) Viene chiamato il valore che caratterizza le superfici di sfregamento coefficiente d'attrito, ed è più spesso indicato dalla lettera latina "k" o dalla lettera greca "μ". Dipende dalla natura e dalla qualità della lavorazione delle superfici di sfregamento. Inoltre, il coefficiente di attrito dipende dalla velocità. Tuttavia, molto spesso questa dipendenza è espressa in modo debole e, se non è richiesta una maggiore precisione di misurazione, "k" può essere considerato costante.
In prima approssimazione, l'entità della forza di attrito radente può essere calcolata con la formula:
Dove
Coefficiente di attrito scorrevole,
La forza della normale reazione di supporto.
Secondo la fisica dell'interazione, l'attrito è solitamente suddiviso in:
A causa della complessità dei processi fisici e chimici che si verificano nella zona di interazione di attrito, i processi di attrito non possono essere descritti in linea di principio utilizzando i metodi della meccanica classica.
Nei processi meccanici si verifica sempre, in misura maggiore o minore, la trasformazione del moto meccanico in altre forme di moto della materia (il più delle volte in una forma di moto termico). In quest'ultimo caso, le interazioni tra i corpi sono chiamate forze di attrito.
Esperimenti con il movimento di vari corpi in contatto (solido in solido, solido in un liquido o gas, liquido in un gas, ecc.) con diversi stati delle superfici di contatto mostrano che le forze di attrito si manifestano durante il movimento relativo dei corpi in contatto e sono diretti contro il vettore di velocità relativa tangenzialmente alle superfici di contatto. In questo caso, i corpi interagenti sono sempre riscaldati.
Le forze di attrito sono chiamate interazioni tangenziali tra corpi in contatto, derivanti dal loro movimento relativo. Le forze di attrito derivanti dal movimento relativo di vari corpi sono chiamate forze di attrito esterne.
Le forze di attrito sorgono anche durante il movimento relativo di parti dello stesso corpo. L'attrito tra strati dello stesso corpo è chiamato attrito interno.
Nei movimenti reali sorgono sempre forze di attrito di maggiore o minore entità. Pertanto, quando si compilano le equazioni del moto, in senso stretto, dobbiamo sempre introdurre la forza di attrito F tr nel numero di forze agenti sul corpo.
Il corpo si muove in modo uniforme e rettilineo quando una forza esterna bilancia la forza di attrito che si forma durante il movimento.
Per misurare la forza di attrito che agisce su un corpo è sufficiente misurare la forza che deve essere applicata al corpo affinché si muova senza accelerazione.
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L'attrito è un fenomeno che incontriamo continuamente nella vita di tutti i giorni. È impossibile determinare se l'attrito sia dannoso o benefico. Anche fare un passo sul ghiaccio scivoloso sembra un'impresa ardua, camminare su una superficie asfaltata ruvida è un piacere. Le parti dell'auto senza lubrificazione si consumano molto più velocemente.
Lo studio dell'attrito, la conoscenza delle sue proprietà di base consente a una persona di usarlo.
La forza derivante dal movimento o dal tentativo di spostare un corpo sulla superficie di un altro, diretta contro la direzione del movimento, applicata ai corpi in movimento, è chiamata forza di attrito. Il modulo della forza di attrito, la cui formula dipende da molti parametri, varia a seconda del tipo di resistenza.
Si distinguono i seguenti tipi di attrito:
scontrino;
rotolamento.
Qualsiasi tentativo di spostare un oggetto pesante (armadietto, pietra) dal suo posto provoca tensione e allo stesso tempo non è sempre possibile mettere in movimento l'oggetto. Interferisce con il riposo.
L'attrito statico calcolato non consente di determinarlo in modo sufficientemente accurato. In virtù del funzionamento della terza legge di Newton, l'entità della forza di resistenza statica dipende dalla forza applicata.
All'aumentare della forza, aumenta anche la forza di attrito.
0 < F тр.покоя < F max
Non permette ai chiodi piantati in un albero di cadere; i bottoni cuciti con filo sono tenuti saldamente in posizione. È interessante notare che è la resistenza del riposo che consente a una persona di camminare. Inoltre, è diretto nella direzione del movimento umano, che contraddice lo stato generale delle cose.
Con un aumento della forza esterna che muove il corpo, al valore della massima forza di attrito statico, inizia a muoversi. La forza di attrito radente è considerata nel processo di scorrimento di un corpo sulla superficie di un altro. Il suo valore dipende dalle proprietà delle superfici interagenti e dalla forza dell'azione verticale sulla superficie.
Formula di calcolo per la forza di attrito radente: F=μР, dove μ è il coefficiente di proporzionalità (attrito radente), Р è la forza di pressione verticale (normale).
Una delle forze che controllano il movimento è la forza di attrito radente, la cui formula è scritta usando la terza legge di Newton.A causa dell'adempimento della terza legge di Newton, le forze di pressione normale e la reazione del supporto sono le stesse in grandezza e opposto in direzione: P \u003d N.
Prima di trovare la forza di attrito, la cui formula assume una forma diversa (F=μ N), si determina la forza di reazione.
Il coefficiente di resistenza allo scorrimento è introdotto sperimentalmente per due superfici di sfregamento e dipende dalla qualità della loro lavorazione e del materiale.
Tavolo. Il valore del coefficiente di resistenza per varie superfici
| No pp | Superfici interagenti | Il valore del coefficiente di attrito radente |
Acciaio + ghiaccio | ||
Pelle + ghisa | ||
bronzo+ferro | ||
Bronzo + ghisa | ||
Acciaio+acciaio |
La massima forza di attrito statico, la cui formula è stata scritta sopra, può essere determinata allo stesso modo della forza di attrito radente.
Questo diventa importante quando si risolvono problemi per determinare la forza della resistenza di guida. Ad esempio, un libro, mosso da una mano premuta dall'alto, scivola sotto l'azione della forza di resistenza a riposo che si crea tra la mano e il libro. La quantità di resistenza dipende dal valore della forza di pressione verticale sul libro.
Il passaggio dei nostri antenati dai carri da traino ai carri è considerato rivoluzionario. L'invenzione della ruota è la più grande invenzione dell'umanità. che si verifica quando la ruota si muove lungo la superficie, è di entità significativamente inferiore alla resistenza allo scorrimento.
L'occorrenza è associata alle forze di normale pressione della ruota sulla superficie, ha una natura che la distingue dallo scorrimento. A causa della leggera deformazione della ruota, si creano diverse forze di pressione al centro dell'area formata e lungo i suoi bordi. Questa differenza di forze determina il verificarsi della resistenza al rotolamento.
La formula di calcolo per la forza di attrito volvente viene generalmente utilizzata in modo simile al processo di scorrimento. La differenza è visibile solo nei valori del coefficiente di resistenza.
Quando cambia la rugosità delle superfici di sfregamento, cambia anche il valore della forza di attrito. Ad alto ingrandimento, due superfici a contatto sembrano protuberanze con picchi acuminati. Quando sono sovrapposte, sono le parti sporgenti del corpo che sono in contatto tra loro. L'area totale di contatto è insignificante. Quando ci si sposta o si tenta di muovere i corpi, i "picchi" creano resistenza. L'entità della forza di attrito non dipende dall'area delle superfici di contatto.
Sembra che due superfici idealmente lisce non dovrebbero avere assolutamente alcuna resistenza. In pratica, la forza di attrito in questo caso è massima. Questa discrepanza è spiegata dalla natura dell'origine delle forze. Queste sono forze elettromagnetiche che agiscono tra gli atomi dei corpi interagenti.
I processi meccanici che non sono accompagnati da attrito in natura sono impossibili, perché non c'è modo di "spegnere" l'interazione elettrica dei corpi carichi. L'indipendenza delle forze di resistenza dalla posizione reciproca dei corpi ci permette di chiamarli non potenziali.
È interessante notare che la forza di attrito, la cui formula varia a seconda della velocità dei corpi interagenti, è proporzionale al quadrato della velocità corrispondente. Questa forza si riferisce alla forza di resistenza viscosa nel fluido.
Il movimento di un corpo solido in un liquido o gas liquido vicino a una superficie solida è accompagnato da resistenza viscosa. La sua presenza è associata all'interazione di strati fluidi trascinati da un corpo solido nel processo di movimento. Diverse velocità degli strati sono una fonte di attrito viscoso. La particolarità di questo fenomeno è l'assenza di attrito statico fluido. Indipendentemente dall'entità dell'influenza esterna, il corpo inizia a muoversi mentre si trova nel fluido.
A seconda della velocità del movimento, la forza di resistenza è determinata dalla velocità del movimento, dalla forma del corpo in movimento e dalla viscosità del fluido. Il movimento nell'acqua e nell'olio dello stesso corpo è accompagnato da una resistenza di diversa entità.
Per basse velocità: F = kv, dove k è un fattore di proporzionalità dipendente dalle dimensioni lineari del corpo e dalle proprietà del mezzo, v è la velocità del corpo.
La temperatura del fluido influisce anche sull'attrito in esso contenuto. In caso di gelo, l'auto viene riscaldata in modo che l'olio si riscaldi (la sua viscosità diminuisce) e aiuta a ridurre la distruzione delle parti del motore a contatto.
Un aumento significativo della velocità del corpo può causare la comparsa di flussi turbolenti, mentre la resistenza aumenta notevolmente. Ciò che conta è: il quadrato della velocità di movimento, della densità del mezzo e della forza di attrito assume una forma diversa:
F \u003d kv 2, dove k è un fattore di proporzionalità che dipende dalla forma del corpo e dalle proprietà del mezzo, v è la velocità del corpo.
Se al corpo viene data una forma aerodinamica, la turbolenza può essere ridotta. La forma del corpo di delfini e balene è un perfetto esempio delle leggi della natura che influenzano la velocità degli animali.
Il lavoro di spostamento del corpo è impedito dalla resistenza dell'ambiente. Quando usiamo la legge di conservazione dell'energia, diciamo che la variazione dell'energia meccanica è uguale al lavoro delle forze di attrito.
Il lavoro della forza si calcola con la formula: A = Fscosα, dove F è la forza sotto la quale il corpo si muove di una distanza s, α è l'angolo tra le direzioni della forza e dello spostamento.
Ovviamente la forza di resistenza è opposta al movimento del corpo, da cui cosα = -1. Il lavoro della forza di attrito, la cui formula è A tr \u003d - Fs, è un valore negativo. In questo caso, si trasforma in interno (deformazione, riscaldamento).
Esistono due tipi principali di attrito fondamentalmente diversi: attrito radente(attrito del 1° tipo) e attrito volvente(attrito di 2° tipo).
L'attrito di scorrimento è caratteristico delle coppie cinematiche inferiori, sebbene si verifichi anche nelle coppie superiori. È un processo fisico e chimico complesso, che porta alla fine al riscaldamento degli elementi di una coppia, al deterioramento delle proprietà fisiche (di resistenza) dei materiali di cui sono composti, all'intensa usura, alle perdite di potenza dovute al superamento improduttivo delle forze di attrito . La spiegazione più semplice delle ragioni della resistenza al movimento durante l'attrito è che durante il movimento relativo dei corpi solidi (collegamenti), la microrugosità di uno di essi incontra la microrugosità dell'altro, risultando in una forza totale diretta verso il movimento relativo. Ad esempio, il corpo solido 2 (Fig. 5.1) si muove nella direzione indicata con una velocità relativa rispetto al corpo solido 1. Allo stesso tempo, le sue microrugosità si scontrano con le microrugosità del corpo 1, il che provoca la comparsa di reazioni normali nei punti di contatto di microrugosità (queste reazioni a
Riso. 5.1 sono mostrati come diagonali di rettangoli). Il valore totale delle componenti verticali delle reazioni è uguale alla forza di compressione Q e il valore totale delle componenti orizzontali è la forza di attrito diretta contro la velocità del moto relativo. Va tenuto presente che le forze di attrito dei corpi in contatto agiscono in coppia, cioè una di esse viene applicata a un corpo, l'altra a un altro e queste forze sono uguali e opposte, simili alle reazioni precedentemente considerate in cinematica coppie.
L'attrito radente è suddiviso in diversi tipi a seconda delle condizioni in cui lavorano le coppie cinematiche.
Attrito a secco, che avviene con superfici di contatto assolutamente pulite ed asciutte, prive di ogni traccia di umidità, ossidi, polvere ed altre sostanze. In queste condizioni, le superfici di sfregamento si toccano direttamente. Tali condizioni di attrito possono essere ottenute solo in condizioni di laboratorio.
attrito di confine tipico quando lo spessore dello strato lubrificante tra le superfici di sfregamento è inferiore a 0,1 micron.
Attrito fluido avviene quando le superfici di sfregamento sono completamente separate da uno strato di lubrificante e le microrugosità non si toccano affatto (Fig. 5.2). La resistenza al moto relativo dei solidi in questo caso è completamente determinata dalle proprietà del fluido lubrificante e dipende essenzialmente dalla sua viscosità. Le regolarità di questo tipo di attrito sono notevolmente diverse dalle regolarità di altri tipi di attrito.
attrito semifluido sorge quando le condizioni di attrito puramente liquido non sono soddisfatte, e quindi in alcuni punti di contatto di corpi solidi c'è attrito liquido, in altri - confine. Per questo motivo si chiama questo tipo di attrito misto. Questo tipo di attrito si verifica più spesso nelle macchine.
Frizione semisecca succede quando c'è sia attrito secco che attrito limite allo stesso tempo. Questo tipo di attrito si verificherà se le superfici ripulite da umidità, ossidi, polvere, aerosol vengono lasciate per qualche tempo nell'aria, e poi portate a contatto.
Slittamento di attrito
1. La forza di attrito è sempre diretta contro la velocità del moto relativo.
2. Con sufficiente precisione per i calcoli tecnici, la forza di attrito può essere determinata mediante la formula di Coulomb-Amonton. Ecco il coefficiente di attrito; è una reazione normale che si verifica in una coppia cinematica sotto l'azione di una forza di compressione.
3. Il coefficiente di attrito dipende dalla natura fisica e dallo stato delle superfici di sfregamento, ovvero dalla rugosità, dalla presenza e dal tipo di lubrificante, ecc.
4. Il coefficiente di attrito dipende dalla velocità del moto relativo dei corpi
(Fig. 5.3), tuttavia, con sufficiente precisione per la pratica, si presume che rimanga costante a qualsiasi velocità. Numerosi studi hanno riscontrato che all'avvio il coefficiente di attrito è maggiore rispetto a quando si è in movimento. Questo rapporto è chiamato coefficiente di attrito statico o coefficiente di attrito statico. È designato e considerato che, allo stesso tempo, indipendentemente dalla velocità di movimento.
5. Il coefficiente di attrito statico dipende dal tempo di contatto dei corpi solidi a riposo, che si spiega con la graduale compenetrazione dei materiali dei corpi l'uno nell'altro. Più a lungo i corpi sono in contatto immobile, più profonda è la penetrazione e più difficile sarà spostarli successivamente.
6. Il coefficiente di attrito dipende dalla pressione specifica. Questa relazione è mostrata in
Riso. 5.4. In primo luogo, il valore del coefficiente aumenta bruscamente, quindi, al raggiungimento di un certo valore, rimane costante, quindi, a valori sufficientemente grandi della pressione specifica, aumenta nuovamente bruscamente, a causa delle deformazioni plastiche dei materiali della superfici di sfregamento. Tuttavia, nei calcoli tecnici, tale dipendenza non viene presa in considerazione, ma si presume che il valore sia costante, che non cambia in un'ampia gamma di variazioni della pressione specifica.
I valori dei coefficienti di attrito per vari materiali e condizioni operative delle superfici di sfregamento sono riportati in libri di riferimento fisici e tecnici.
L'attrito si verifica quando i corpi sono in contatto diretto, impedendo il loro movimento relativo, ed è sempre diretto lungo la superficie di contatto.
Le forze di attrito sono di natura elettromagnetica, così come le forze elastiche. L'attrito tra le superfici di due corpi solidi è chiamato attrito secco. L'attrito tra un corpo solido e un mezzo liquido o gassoso è chiamato attrito viscoso.
Distinguere Frizione statica, attrito radente e attrito volvente.
Attrito di riposo- si verifica non solo quando si fa scorrere una superficie sull'altra, ma anche quando si cerca di provocare questo scorrimento. L'attrito statico impedisce lo scivolamento dei carichi sul nastro trasportatore in movimento, impedisce ai chiodi di conficcarsi nel pannello, ecc.
La forza di attrito statico è una forza che impedisce il verificarsi del movimento di un corpo rispetto all'altro, sempre diretta contro una forza applicata dall'esterno parallelamente alla superficie di contatto, cercando di spostare l'oggetto dalla sua posizione.
Maggiore è la forza che tende a muovere il corpo, maggiore è la forza di attrito statico. Tuttavia, per due corpi qualsiasi in contatto, ha un valore massimo (F tr.p.) max, più di quello che non può essere, e che non dipende dall'area di contatto delle superfici:
(F tr.p.) max = μ p N,
dove μ p- coefficiente di attrito statico, N- sostenere la forza di reazione.
La massima forza di attrito statico dipende dai materiali dei corpi e dalla qualità della lavorazione delle superfici di contatto.
Attrito scorrevole. Se applichiamo una forza al corpo che supera la massima forza di attrito statico, il corpo si muoverà e inizierà a muoversi. L'attrito a riposo sarà sostituito dall'attrito radente.
La forza di attrito radente è anche proporzionale alla normale forza di pressione e alla forza di reazione del supporto:
F tr \u003d μN.
attrito volvente. Se il corpo non scivola sulla superficie di un altro corpo, ma, come una ruota, rotola, l'attrito che si verifica nel punto di contatto è chiamato attrito volvente. Quando la ruota rotola lungo il fondo stradale, viene costantemente premuta contro di essa, quindi c'è sempre un dosso davanti, che deve essere superato. Questo è ciò che provoca l'attrito volvente. L'attrito volvente è minore, più la strada è dura.
La forza di attrito volvente è anche proporzionale alla forza di reazione del supporto:
F tr.qual = μ qual N,
dove qualità μ- coefficiente di attrito volvente.
Perché il qualità μ<< μ , a parità di carico, la forza di attrito volvente è molto inferiore alla forza di attrito radente.
Le cause della forza di attrito sono la rugosità delle superfici dei corpi in contatto e l'attrazione intermolecolare nei punti di contatto dei corpi in attrito. Nel primo caso, superfici apparentemente lisce presentano in realtà irregolarità microscopiche che, durante lo scorrimento, si incastrano e interferiscono con il movimento. Nel secondo caso l'attrazione si manifesta anche con superfici ben levigate.
Un solido che si muove in un liquido o gas è influenzato da forza di resistenza media, diretto contro la velocità del corpo rispetto all'ambiente e rallentando il movimento.
La forza di resistenza del mezzo appare solo durante il movimento del corpo in questo mezzo. Non c'è niente come la forza di attrito statico qui. Al contrario, gli oggetti nell'acqua sono molto più facili da spostare che su una superficie dura.
