ხმელეთის პირობებში ხახუნის ძალა თან ახლავს სხეულების ნებისმიერ მოძრაობას. ეს ხდება, როდესაც ორი სხეული შედის კონტაქტში, თუ ეს სხეულები მოძრაობენ ერთმანეთთან შედარებით. ხახუნის ძალა ყოველთვის მიმართულია კონტაქტის ზედაპირის გასწვრივ, განსხვავებით ელასტიური ძალისგან, რომელიც მიმართულია პერპენდიკულარულად (ნახ. 1, სურ. 2).
ბრინჯი. 1. განსხვავება ხახუნის ძალისა და დრეკადობის ძალის მიმართულებებს შორის
ბრინჯი. 2. ზედაპირი მოქმედებს შტრიხზე, ხოლო ბარი – ზედაპირზე
არსებობს ხახუნის მშრალი და არამშრალი ტიპები. ხახუნის მშრალი ტიპი წარმოიქმნება მყარი ნივთიერებების შეხებისას.
განვიხილოთ ზოლი, რომელიც ჰორიზონტალურ ზედაპირზე დევს (ნახ. 3). მასზე გავლენას ახდენს სიმძიმის ძალა და საყრდენის რეაქციის ძალა. ვიმოქმედოთ ბარზე მცირე ძალით , მიმართულია ზედაპირის გასწვრივ. თუ ზოლი არ მოძრაობს, მაშინ გამოყენებული ძალა დაბალანსებულია სხვა ძალით, რომელსაც ეწოდება სტატიკური ხახუნის ძალა.
ბრინჯი. 3. სტატიკური ხახუნის ძალა
სტატიკური ხახუნის ძალა () მიმართულების საპირისპირო და სიდიდით ტოლია იმ ძალისა, რომელიც მიდრეკილია სხეულის გადაადგილების სხვა სხეულთან კონტაქტის ზედაპირის პარალელურად.
"გაპარსვის" ძალის მატებასთან ერთად, ზოლი რჩება მოსვენებულ მდგომარეობაში, შესაბამისად, იზრდება სტატიკური ხახუნის ძალაც. გარკვეული, საკმარისად დიდი ძალით, ბარი დაიწყებს მოძრაობას. ეს ნიშნავს, რომ სტატიკური ხახუნის ძალა არ შეიძლება გაიზარდოს უსასრულობამდე - არის ზედა ზღვარი, რაზე მეტიც ის არ შეიძლება იყოს. ამ ლიმიტის მნიშვნელობა არის მაქსიმალური სტატიკური ხახუნის ძალა.
ვიმოქმედოთ ზოლზე დინამომეტრით.
ბრინჯი. 4. ხახუნის ძალის გაზომვა დინამომეტრით
თუ დინამომეტრი მასზე მოქმედებს ძალით, მაშინ ჩანს, რომ მაქსიმალური სტატიკური ხახუნის ძალა უფრო დიდი ხდება ზოლის მასის მატებასთან ერთად, ანუ სიმძიმის ძალისა და რეაქციის ძალის მატებასთან ერთად. მხარდაჭერა. თუ ზუსტი გაზომვები იქნა მიღებული, ისინი აჩვენებენ, რომ მაქსიმალური სტატიკური ხახუნის ძალა პირდაპირპროპორციულია საყრდენის რეაქციის ძალის:
სად არის მაქსიმალური სტატიკური ხახუნის ძალის მოდული; ნ- დამხმარე რეაქციის ძალა (ნორმალური წნევა); - სტატიკური ხახუნის კოეფიციენტი (პროპორციულობა). ამრიგად, მაქსიმალური სტატიკური ხახუნის ძალა პირდაპირპროპორციულია ნორმალური წნევის ძალისა.
თუ ჩვენ ჩავატარებთ ექსპერიმენტს დინამომეტრით და მუდმივი მასის ზოლით, ზოლის სხვადასხვა მხარეს მობრუნებისას (მაგიდასთან შეხების არეალის შეცვლა), დავინახავთ, რომ მაქსიმალური სტატიკური ხახუნის ძალა არ იცვლება. სურ. 5). აქედან გამომდინარე, მაქსიმალური სტატიკური ხახუნის ძალა არ არის დამოკიდებული კონტაქტის ზონაზე.
ბრინჯი. 5. სტატიკური ხახუნის ძალის მაქსიმალური მნიშვნელობა არ არის დამოკიდებული კონტაქტის ზონაზე
უფრო ზუსტი კვლევები აჩვენებს, რომ სტატიკური ხახუნი მთლიანად განისაზღვრება სხეულზე გამოყენებული ძალით და ფორმულით.
სტატიკური ხახუნის ძალა ყოველთვის არ უშლის ხელს სხეულის მოძრაობას. მაგალითად, სტატიკური ხახუნის ძალა მოქმედებს ფეხსაცმლის ძირზე, ამასთანავე იძლევა აჩქარებას და საშუალებას გაძლევთ იაროთ მიწაზე მოცურვის გარეშე (ნახ. 6).
ბრინჯი. 6. ფეხსაცმლის ძირზე მოქმედი სტატიკური ხახუნის ძალა
კიდევ ერთი მაგალითი: მანქანის საჭეზე მოქმედი სტატიკური ხახუნის ძალა საშუალებას გაძლევთ დაიწყოთ მოძრაობა მოცურვის გარეშე (სურ. 7).
ბრინჯი. 7. მანქანის ბორბალზე მოქმედი სტატიკური ხახუნის ძალა
ქამრების ამძრავებში ასევე მოქმედებს სტატიკური ხახუნის ძალა (ნახ. 8).
ბრინჯი. 8. სტატიკური ხახუნის ძალა ქამრების ამძრავებში
თუ სხეული მოძრაობს, მაშინ მასზე ზედაპირის მხრიდან მოქმედი ხახუნის ძალა არ ქრება, ამ ტიპის ხახუნს ე.წ. მოცურების ხახუნის. გაზომვები აჩვენებს, რომ მოცურების ხახუნის ძალა პრაქტიკულად უდრის სტატიკური ხახუნის მაქსიმალურ ძალას (ნახ. 9).
ბრინჯი. 9. მოცურების ხახუნის ძალა
მოცურების ხახუნის ძალა ყოველთვის მიმართულია სხეულის სიჩქარის წინააღმდეგ, ანუ ხელს უშლის მოძრაობას. შესაბამისად, როდესაც სხეული მოძრაობს მხოლოდ ხახუნის ძალის მოქმედებით, ის მას უარყოფით აჩქარებას ანიჭებს, ანუ სხეულის სიჩქარე მუდმივად მცირდება.
მოცურების ხახუნის ძალის სიდიდე ასევე პროპორციულია ნორმალური წნევის ძალისა.
სად არის მოცურების ხახუნის ძალის მოდული; ნ- დამხმარე რეაქციის ძალა (ნორმალური წნევა); – მოცურების ხახუნის კოეფიციენტი (პროპორციულობა).
ნახაზი 10 გვიჩვენებს ხახუნის ძალის დამოკიდებულების გრაფიკს გამოყენებულ ძალაზე. ის აჩვენებს ორ განსხვავებულ სფეროს. პირველი განყოფილება, რომელშიც ხახუნის ძალა იზრდება გამოყენებული ძალის მატებასთან ერთად, შეესაბამება სტატიკურ ხახუნს. მეორე განყოფილება, სადაც ხახუნის ძალა არ არის დამოკიდებული გარე ძალაზე, შეესაბამება მოცურების ხახუნს.
ბრინჯი. 10. გამოყენებულ ძალაზე ხახუნის ძალის დამოკიდებულების გრაფიკი
მოცურების ხახუნის კოეფიციენტი დაახლოებით უდრის სტატიკური ხახუნის კოეფიციენტს. როგორც წესი, მოცურების ხახუნის კოეფიციენტი ერთიანობაზე ნაკლებია. ეს ნიშნავს, რომ მოცურების ხახუნის ძალა ნაკლებია ნორმალურ წნევის ძალაზე.
მოცურების ხახუნის კოეფიციენტი არის ორი სხეულის ერთმანეთზე შეხების მახასიათებელი, ეს დამოკიდებულია იმაზე, თუ რა მასალისგან არის დამზადებული სხეულები და რამდენად კარგად არის დამუშავებული ზედაპირები (გლუვი ან უხეში).
სტატიკური და მოცურების ხახუნის ძალების წარმოშობა განპირობებულია იმით, რომ მიკროსკოპულ დონეზე ნებისმიერი ზედაპირი არ არის ბრტყელი, ყოველთვის არის მიკროსკოპული არაერთგვაროვნება ნებისმიერ ზედაპირზე (ნახ. 11).
ბრინჯი. 11. სხეულების ზედაპირები მიკროსკოპულ დონეზე
როდესაც კონტაქტში მყოფ ორ სხეულს ექვემდებარება ერთმანეთთან შედარებით გადაადგილების მცდელობა, ეს არაერთგვაროვნება იკვრება და ხელს უშლის ამ მოძრაობას. გამოყენებული ძალის მცირე რაოდენობით, ეს ჩართულობა საკმარისია სხეულების გადაადგილების თავიდან ასაცილებლად, ამიტომ წარმოიქმნება სტატიკური ხახუნი. როდესაც გარე ძალა აღემატება მაქსიმალურ სტატიკური ხახუნის, მაშინ უხეშობის ჩართულობა საკმარისი არ არის სხეულების შესანარჩუნებლად და ისინი იწყებენ გადაადგილებას ერთმანეთთან შედარებით, ხოლო სხეულებს შორის მოქმედებს მოცურების ხახუნის ძალა.
ამ ტიპის ხახუნი ხდება მაშინ, როდესაც სხეულები ერთმანეთზე ტრიალებს ან როდესაც ერთი სხეული მეორის ზედაპირზე ტრიალებს. მოძრავი ხახუნი, ისევე როგორც მოცურების ხახუნი, სხეულს ანიჭებს უარყოფით აჩქარებას.
მოძრავი ხახუნის ძალის წარმოქმნა განპირობებულია მოძრავი სხეულისა და საყრდენი ზედაპირის დეფორმაციით. ასე რომ, ჰორიზონტალურ ზედაპირზე მდებარე ბორბალი ამ უკანასკნელს დეფორმირებს. როდესაც ბორბალი მოძრაობს, დეფორმაციებს არ აქვს დრო, რომ აღდგეს, ამიტომ ბორბალს მუდმივად უწევს ასვლა პატარა გორაზე, რაც იწვევს ძალების მომენტს, რომელიც ანელებს გორვას.
ბრინჯი. 12. მოძრავი ხახუნის ძალის გაჩენა
მოძრავი ხახუნის ძალის სიდიდე, როგორც წესი, ბევრჯერ ნაკლებია მოცურების ხახუნის ძალაზე, ყველა დანარჩენი თანაბარია. ამის გამო, მოძრავი მოძრაობა ჩვეულებრივი ტიპია ინჟინერიაში.
როდესაც მყარი სხეული მოძრაობს სითხეში ან აირში, მასზე წინააღმდეგობის ძალა მოქმედებს საშუალო მხრიდან. ეს ძალა მიმართულია სხეულის სიჩქარის წინააღმდეგ და ანელებს მოძრაობას (სურ. 13).
წინააღმდეგობის ძალის მთავარი მახასიათებელია ის, რომ იგი წარმოიქმნება მხოლოდ სხეულისა და მისი გარემოს შედარებითი მოძრაობის არსებობისას. ანუ სითხეებსა და აირებში სტატიკური ხახუნის ძალა არ არსებობს. ეს იწვევს იმ ფაქტს, რომ ადამიანს შეუძლია წყალზე მყოფი მძიმე ბარგის გადაადგილებაც კი.
ბრინჯი. 13. სხეულზე მოქმედი წინააღმდეგობის ძალა სითხეში ან აირში გადაადგილებისას
წინააღმდეგობის ძალის მოდული დამოკიდებულია:
სხეულის ზომიდან და მისი გეომეტრიული ფორმიდან (სურ. 14);
სხეულის ზედაპირის პირობები (სურ. 15);
სითხის ან აირის თვისებები (სურ. 16);
სხეულისა და მისი გარემოს შედარებითი სიჩქარე (სურ. 17).
ბრინჯი. 14. წინაღობის ძალის მოდულის დამოკიდებულებები გეომეტრიულ ფორმაზე
ბრინჯი. 15. წინააღმდეგობის ძალის მოდულის დამოკიდებულება სხეულის ზედაპირის მდგომარეობაზე
ბრინჯი. 16. წინაღობის ძალის მოდულის დამოკიდებულება სითხის ან აირის თვისებებზე
ბრინჯი. 17. წინააღმდეგობის ძალის მოდულის დამოკიდებულება სხეულისა და მისი გარემოს ფარდობით სიჩქარეზე
სურათი 18 გვიჩვენებს წინააღმდეგობის ძალის დამოკიდებულების გრაფიკს სხეულის სიჩქარეზე. ნულის ტოლი ფარდობითი სიჩქარით, წევის ძალა არ მოქმედებს სხეულზე. ფარდობითი სიჩქარის მატებასთან ერთად, წინააღმდეგობის ძალა ჯერ ნელა იზრდება, შემდეგ კი ზრდის ტემპი.
ბრინჯი. 18. წინააღმდეგობის ძალის სხეულის სიჩქარეზე დამოკიდებულების გრაფიკი
ფარდობითი სიჩქარის დაბალ მნიშვნელობებზე, წევის ძალა პირდაპირპროპორციულია ამ სიჩქარის მნიშვნელობისა:
სად არის ფარდობითი სიჩქარის მნიშვნელობა; - წინააღმდეგობის კოეფიციენტი, რომელიც დამოკიდებულია ბლანტი საშუალების ტიპზე, სხეულის ფორმასა და ზომაზე.
თუ ფარდობითი სიჩქარე საკმარისად დიდია, მაშინ წევის ძალა ხდება ამ სიჩქარის კვადრატის პროპორციული.
სად არის ფარდობითი სიჩქარის მნიშვნელობა; არის წევის კოეფიციენტი.
ფორმულის არჩევანი თითოეული კონკრეტული შემთხვევისთვის განისაზღვრება ემპირიულად.
600 გ მასის სხეული ერთნაირად მოძრაობს ჰორიზონტალურ ზედაპირზე (სურ. 19). ამ შემთხვევაში მასზე მოქმედებს ძალა, რომლის ღირებულებაა 1,2 N. განსაზღვრეთ სხეულსა და ზედაპირს შორის ხახუნის კოეფიციენტის მნიშვნელობა.
დაურეკა მშრალი. წინააღმდეგ შემთხვევაში, ხახუნს ეწოდება "თხევადი". მშრალი ხახუნის დამახასიათებელი განმასხვავებელი ნიშანია სტატიკური ხახუნის არსებობა.
ექსპერიმენტულად დადგინდა, რომ ხახუნის ძალა დამოკიდებულია სხეულების ერთმანეთზე ზეწოლის ძალაზე (საყრდენის რეაქციის ძალაზე), ხახუნის ზედაპირების მასალებზე, შედარებით მოძრაობის სიჩქარეზე და არადამოკიდებულია კონტაქტის არეალზე. (ეს შეიძლება აიხსნას იმით, რომ არცერთი სხეული არ არის აბსოლუტურად თანაბარი. ამიტომ, კონტაქტის ჭეშმარიტი არე გაცილებით ნაკლებია, ვიდრე დაკვირვებული. გარდა ამისა, ფართობის გაზრდით, ჩვენ ვამცირებთ სპეციფიკურ წნევას. სხეულები ერთმანეთზე.) გახეხილი ზედაპირების დამახასიათებელი სიდიდე ე.წ ხახუნის კოეფიციენტი, და ყველაზე ხშირად აღინიშნება ლათინური ასო "k" ან ბერძნული ასო "μ". ეს დამოკიდებულია გახეხილი ზედაპირების დამუშავების ბუნებასა და ხარისხზე. გარდა ამისა, ხახუნის კოეფიციენტი დამოკიდებულია სიჩქარეზე. თუმცა, ყველაზე ხშირად ეს დამოკიდებულება სუსტად არის გამოხატული და თუ უფრო დიდი გაზომვის სიზუსტე არ არის საჭირო, მაშინ "k" შეიძლება ჩაითვალოს მუდმივი.
როგორც პირველი მიახლოება, მოცურების ხახუნის ძალის სიდიდე შეიძლება გამოითვალოს ფორმულით:
სად
მოცურების ხახუნის კოეფიციენტი,
ნორმალური დამხმარე რეაქციის ძალა.
ურთიერთქმედების ფიზიკის მიხედვით, ხახუნი ჩვეულებრივ იყოფა:
ხახუნის ურთიერთქმედების ზონაში მიმდინარე ფიზიკური და ქიმიური პროცესების სირთულის გამო, ხახუნის პროცესები პრინციპში შეუძლებელია კლასიკური მექანიკის მეთოდების გამოყენებით.
მექანიკურ პროცესებში ყოველთვის ხდება, მეტ-ნაკლებად, მექანიკური მოძრაობის გარდაქმნა ნივთიერების მოძრაობის სხვა ფორმებად (ყველაზე ხშირად მოძრაობის თერმულ ფორმად). ამ უკანასკნელ შემთხვევაში სხეულებს შორის ურთიერთქმედებას ხახუნის ძალები ეწოდება.
კონტაქტში მყოფი სხვადასხვა სხეულების მოძრაობასთან დაკავშირებული ექსპერიმენტები (მყარი თხევადში ან გაზში, თხევადი აირში და ა.შ.) საკონტაქტო ზედაპირების სხვადასხვა მდგომარეობებთან გვიჩვენებს, რომ ხახუნის ძალები ჩნდება კონტაქტური სხეულების შედარებითი მოძრაობის დროს და მიმართულია ფარდობითი სიჩქარის ვექტორის წინააღმდეგ კონტაქტურ ზედაპირებზე ტანგენციურად. ამ შემთხვევაში ურთიერთმოქმედი სხეულები ყოველთვის თბება.
ხახუნის ძალებს უწოდებენ ტანგენციალურ ურთიერთქმედებებს კონტაქტში მყოფ სხეულებს შორის, რომლებიც წარმოიქმნება მათი ფარდობითი მოძრაობისგან. ხახუნის ძალებს, რომლებიც წარმოიქმნება სხვადასხვა სხეულების შედარებითი მოძრაობით, გარე ხახუნის ძალებს უწოდებენ.
ხახუნის ძალები ასევე წარმოიქმნება იმავე სხეულის ნაწილების შედარებითი მოძრაობის დროს. ერთი და იგივე სხეულის ფენებს შორის ხახუნს შიდა ხახუნს უწოდებენ.
რეალურ მოძრაობებში ყოველთვის ჩნდება დიდი ან ნაკლები სიდიდის ხახუნის ძალები. ამიტომ მოძრაობის განტოლებების შედგენისას, მკაცრად რომ ვთქვათ, ხახუნის ძალა F tr ყოველთვის უნდა შევიტანოთ სხეულზე მოქმედი ძალების რაოდენობაში.
სხეული ერთნაირად და სწორხაზოვნად მოძრაობს, როდესაც გარე ძალა აბალანსებს მოძრაობის დროს წარმოქმნილ ხახუნის ძალას.
სხეულზე მოქმედი ხახუნის ძალის გასაზომად საკმარისია გავზომოთ ძალა, რომელიც უნდა იქნას გამოყენებული სხეულზე ისე, რომ ის მოძრაობდეს აჩქარების გარეშე.
ფონდი ვიკიმედია. 2010 წ.
სტატიკური ხახუნის ძალა- ხახუნის შეზღუდვა ხახუნის ძალა მოსვენების დროს სრიალის დაწყების მომენტში. კოდი IFToMM: 3.5.48 განყოფილება: DYNAMICS OF MECHANISMS ... მექანიზმებისა და მანქანების თეორია
გარე ხახუნის დამახასიათებელი მნიშვნელობა. ერთი სხეულის მეორეზე გადაადგილების სახეობიდან გამომდინარე, T ... ფიზიკური ენციკლოპედია
ხახუნის ძალის F შეფარდება T რეაქციასთან მიმართული ნორმალურის გასწვრივ კონტაქტურ ზედაპირთან, რომელიც ხდება დატვირთვის გამოყენებისას, რომელიც აჭერს ერთ სხეულს მეორეზე: f = F / T. ვინაიდან ტექნიკური გამოთვლების შესრულებისას გამოყენებული მახასიათებელი, ... ...
ხახუნი, ხახუნი. ცნობისმოყვარეა სიტყვა ხახუნის სამი სახეობის სახელობითი მნიშვნელობის კომბინაცია. მექანიკის ტერმინი ხახუნი გამოიყენება სოციალური ურთიერთობების დასახასიათებლად. ეს მოხდა მე-19 საუკუნის ბოლო მესამედის ლიტერატურულ ენაში, არა უადრეს ... ... სიტყვების ისტორია
ძალა- სხვა სხეულების სხეულზე მექანიკური ზემოქმედების ვექტორული რაოდენობის საზომი, ისევე როგორც სხვა ფიზიკური ზემოქმედების ინტენსივობა. პროცესები და სფეროები. ძალები განსხვავებულია: (1) S. Ampère, ძალა, რომლითაც (იხ.) მოქმედებს გამტარზე დენით; ძალის ვექტორის მიმართულება ... ... დიდი პოლიტექნიკური ენციკლოპედია
ხახუნი არის მყარი სხეულების ურთიერთქმედების პროცესი მათი ფარდობითი მოძრაობის დროს (გადაადგილება) ან მყარი სხეულის მოძრაობის დროს თხევად ან აირად გარემოში. სხვაგვარად მას ხახუნის ურთიერთქმედება (ინგლისური ხახუნა) ეწოდება. ხახუნის პროცესების შესწავლა ... ... ვიკიპედია
მოცურების ხახუნის ძალები არის ძალები, რომლებიც წარმოიქმნება კონტაქტში მყოფ სხეულებს შორის მათი ფარდობითი მოძრაობის დროს. თუ სხეულებს შორის არ არის თხევადი ან აირისებრი ფენა (შეზეთვა), მაშინ ასეთ ხახუნს მშრალი ეწოდება. წინააღმდეგ შემთხვევაში, ხახუნი ... ... ვიკიპედია
გარე მოცურების ხახუნა- კონტაქტური ხახუნი - მექანიკური წინააღმდეგობა ერთი სხეულის გადაადგილების მიმართ მეორის ზედაპირზე; დეფორმაციის ზონაში ხდება ხელსაწყოსა და დამუშავებული მასალის ურთიერთქმედების დროს. კონტაქტის ხახუნის მახასიათებლები დამუშავების დროს ... ... მეტალურგიის ენციკლოპედიური ლექსიკონი
მოძრავი საკისარი ფიქსირებული გარე რგოლით საკისარი არის ტექნიკური მოწყობილობა, რომელიც წარმოადგენს საყრდენის ნაწილს, რომელიც მხარს უჭერს ლილვს, ღერძს ან სხვა სტრუქტურას, აფიქსირებს პოზიციას სივრცეში, უზრუნველყოფს ბრუნვას, რხევას ან წრფივ ... ... ვიკიპედია
მექანიზმის ან მანქანის საყრდენი ან სახელმძღვანელო (იხ. მანქანა), რომელშიც ხახუნი წარმოიქმნება შეჯვარების ზედაპირების სრიალის დროს. დატვირთვის აღქმის მიმართულებით გამოყოფენ რადიალურ და ღერძულ (დაძაბვას) პ. შეზეთვის რეჟიმიდან გამომდინარე... დიდი საბჭოთა ენციკლოპედია
ხახუნი არის ფენომენი, რომელსაც ყოველდღიურ ცხოვრებაში მუდმივად ვხვდებით. შეუძლებელია იმის დადგენა, ხახუნი საზიანოა თუ სასარგებლო. მოლიპულ ყინულზე ნაბიჯის გადადგმაც კი რთული ამოცანაა, უხეშ ასფალტის ზედაპირზე სიარული სიამოვნებაა. მანქანის ნაწილები შეზეთვის გარეშე ცვდება ბევრად უფრო სწრაფად.
ხახუნის შესწავლა, მისი ძირითადი თვისებების ცოდნა საშუალებას აძლევს ადამიანს გამოიყენოს იგი.
ძალას, რომელიც წარმოიქმნება მოძრაობიდან ან ერთი სხეულის მეორე ზედაპირზე გადაადგილების მცდელობისგან, რომელიც მიმართულია მოძრაობის მიმართულების საწინააღმდეგოდ, რომელიც გამოიყენება მოძრავ სხეულებზე, ეწოდება ხახუნის ძალა. ხახუნის ძალის მოდული, რომლის ფორმულა დამოკიდებულია ბევრ პარამეტრზე, განსხვავდება წინააღმდეგობის ტიპის მიხედვით.
განასხვავებენ ხახუნის შემდეგ ტიპებს:
სრიალი;
ბრუნვა.
მძიმე საგნის (კარადის, ქვის) ადგილიდან გადატანის ნებისმიერი მცდელობა იწვევს დაძაბულობას.ამავდროულად, ყოველთვის არ არის შესაძლებელი ობიექტის მოძრაობაში დაყენება. ხელს უშლის დასვენებას.
გამოთვლილი სტატიკური ხახუნი არ იძლევა საკმარისად ზუსტად განსაზღვრის საშუალებას. ნიუტონის მესამე კანონის მოქმედების ძალით, სტატიკური წინააღმდეგობის ძალის სიდიდე დამოკიდებულია გამოყენებულ ძალაზე.
ძალის მატებასთან ერთად იზრდება ხახუნის ძალაც.
0 < F тр.покоя < F max
არ აძლევს ხეზე ნაჭდევი ფრჩხილების ჩამოვარდნის საშუალებას; ძაფით შეკერილი ღილები მყარად არის დაჭერილი. საინტერესოა, რომ სწორედ დასვენების წინააღმდეგობა აძლევს ადამიანს სიარულის საშუალებას. უფრო მეტიც, ის მიმართულია ადამიანის მოძრაობის მიმართულებით, რაც ეწინააღმდეგება საქმის ზოგად მდგომარეობას.
გარეგანი ძალის მატებასთან ერთად, რომელიც მოძრაობს სხეულს, უდიდესი სტატიკური ხახუნის ძალის მნიშვნელობამდე, ის იწყებს მოძრაობას. მოცურების ხახუნის ძალა განიხილება ერთი სხეულის მეორის ზედაპირზე სრიალის პროცესში. მისი ღირებულება დამოკიდებულია ურთიერთმოქმედი ზედაპირების თვისებებზე და ზედაპირზე ვერტიკალური მოქმედების ძალაზე.
სრიალის ხახუნის ძალის გამოთვლის ფორმულა: F=μР, სადაც μ არის პროპორციულობის კოეფიციენტი (მოცურების ხახუნის), Р არის ვერტიკალური (ნორმალური) წნევის ძალა.
მოძრაობას აკონტროლებს ერთ-ერთი ძალა მოცურების ხახუნის ძალა, რომლის ფორმულა დაწერილია ნიუტონის მესამე კანონის გამოყენებით, ნიუტონის მესამე კანონის შესრულების გამო ნორმალური წნევის ძალები და საყრდენის რეაქცია ერთნაირია სიდიდით და საპირისპირო მიმართულებით: P \u003d N.
ხახუნის ძალის პოვნამდე, რომლის ფორმულა სხვა ფორმას იღებს (F=μ N), განისაზღვრება რეაქციის ძალა.
მოცურების წინააღმდეგობის კოეფიციენტი შემოღებულია ექსპერიმენტულად ორი ხახვიანი ზედაპირისთვის და დამოკიდებულია მათი დამუშავებისა და მასალის ხარისხზე.
მაგიდა. წევის კოეფიციენტის მნიშვნელობა სხვადასხვა ზედაპირებზე
| No გვ | ურთიერთქმედება ზედაპირები | მოცურების ხახუნის კოეფიციენტის მნიშვნელობა |
ფოლადი + ყინული | ||
ტყავი + თუჯის | ||
ბრინჯაო+რკინა | ||
ბრინჯაო + თუჯი | ||
ფოლადი + ფოლადი |
სტატიკური ხახუნის უდიდესი ძალა, რომლის ფორმულა ზემოთ იყო დაწერილი, შეიძლება განისაზღვროს ისევე, როგორც მოცურების ხახუნის ძალა.
ეს მნიშვნელოვანი ხდება პრობლემების გადაჭრისას მამოძრავებელი წინააღმდეგობის სიძლიერის დასადგენად. მაგალითად, წიგნი, რომელიც მოძრაობს ზემოდან დაჭერილი ხელით, სრიალებს დანარჩენი წინააღმდეგობის ძალის მოქმედებით, რომელიც წარმოიქმნება ხელსა და წიგნს შორის. წინააღმდეგობის ოდენობა დამოკიდებულია წიგნზე ვერტიკალური წნევის ძალის მნიშვნელობაზე.
ჩვენი წინაპრების დრაგიდან ეტლზე გადასვლა რევოლუციურად ითვლება. ბორბლის გამოგონება კაცობრიობის უდიდესი გამოგონებაა. რომელიც ხდება, როდესაც ბორბალი მოძრაობს ზედაპირის გასწვრივ, მნიშვნელოვნად ჩამოუვარდება სრიალის წინააღმდეგობას.
მოვლენა ასოცირდება ზედაპირზე ბორბლის ნორმალური წნევის ძალებთან, აქვს ბუნება, რომელიც განასხვავებს მას მოცურებისგან. ბორბლის უმნიშვნელო დეფორმაციის გამო, სხვადასხვა წნევის ძალები წარმოიქმნება ჩამოყალიბებული უბნის ცენტრში და მის კიდეებზე. ძალების ეს განსხვავება განსაზღვრავს მოძრავი წინააღმდეგობის წარმოქმნას.
მოძრავი ხახუნის ძალის გაანგარიშების ფორმულა ჩვეულებრივ მიიღება სრიალის პროცესის მსგავსად. განსხვავება ჩანს მხოლოდ წევის კოეფიციენტის მნიშვნელობებში.
როდესაც იცვლება ხახუნის ზედაპირის უხეშობა, იცვლება ხახუნის ძალის მნიშვნელობაც. მაღალი გადიდებისას ორი კონტაქტური ზედაპირი ჰგავს მუწუკებს მკვეთრი მწვერვალებით. როდესაც ზემოდან არის, ეს არის სხეულის ამობურცული ნაწილები, რომლებიც კონტაქტშია ერთმანეთთან. კონტაქტის მთლიანი ფართობი უმნიშვნელოა. სხეულების გადაადგილებისას ან გადაადგილების მცდელობისას „მწვერვალები“ ქმნიან წინააღმდეგობას. ხახუნის ძალის სიდიდე არ არის დამოკიდებული კონტაქტის ზედაპირების ფართობზე.
როგორც ჩანს, ორ იდეალურად გლუვ ზედაპირს არანაირი წინააღმდეგობა არ უნდა ჰქონდეს. პრაქტიკაში, ხახუნის ძალა ამ შემთხვევაში მაქსიმალურია. ეს შეუსაბამობა აიხსნება ძალების წარმოშობის ბუნებით. ეს არის ელექტრომაგნიტური ძალები, რომლებიც მოქმედებენ ურთიერთმოქმედი სხეულების ატომებს შორის.
მექანიკური პროცესები, რომლებსაც ბუნებაში ხახუნი არ ახლავს, შეუძლებელია, რადგან არ არსებობს დამუხტული სხეულების ელექტრული ურთიერთქმედების „გამორთვა“. წინააღმდეგობის ძალების დამოუკიდებლობა სხეულების ურთიერთ პოზიციისგან გვაძლევს საშუალებას ვუწოდოთ ისინი არაპოტენციური.
საინტერესოა, რომ ხახუნის ძალა, რომლის ფორმულა იცვლება ურთიერთმოქმედი სხეულების სიჩქარის მიხედვით, შესაბამისი სიჩქარის კვადრატის პროპორციულია. ეს ძალა ეხება სითხეში ბლანტი წინააღმდეგობის ძალას.
მყარი სხეულის მოძრაობას სითხეში ან აირში, სითხეში მყარ ზედაპირზე თან ახლავს ბლანტი წინააღმდეგობა. მისი გაჩენა დაკავშირებულია სითხის ფენების ურთიერთქმედებასთან, რომლებიც მოთავსებულია მყარი სხეულის მიერ მოძრაობის პროცესში. ფენის სხვადასხვა სიჩქარე არის ბლანტი ხახუნის წყარო. ამ ფენომენის თავისებურება არის სითხის სტატიკური ხახუნის არარსებობა. გარეგანი გავლენის სიდიდის მიუხედავად, სხეული იწყებს მოძრაობას სითხეში ყოფნისას.
მოძრაობის სიჩქარიდან გამომდინარე, წინააღმდეგობის ძალა განისაზღვრება მოძრაობის სიჩქარით, მოძრავი სხეულის ფორმისა და სითხის სიბლანტის მიხედვით. ერთი და იმავე სხეულის წყალსა და ზეთში მოძრაობას ახლავს სხვადასხვა სიდიდის წინააღმდეგობა.
დაბალი სიჩქარისთვის: F = kv, სადაც k არის პროპორციულობის კოეფიციენტი, რომელიც დამოკიდებულია სხეულის ხაზოვან ზომებსა და გარემოს თვისებებზე, v არის სხეულის სიჩქარე.
სითხის ტემპერატურა ასევე გავლენას ახდენს მასში ხახუნს. ყინვაგამძლე ამინდში მანქანა თბება ისე, რომ ზეთი გაცხელდება (მისი სიბლანტე იკლებს) და ხელს უწყობს ძრავის ნაწილების განადგურებას კონტაქტში.
სხეულის სიჩქარის მნიშვნელოვანმა ზრდამ შეიძლება გამოიწვიოს ტურბულენტური ნაკადების გამოჩენა, წინააღმდეგობა კი მკვეთრად იზრდება. მნიშვნელოვანია: მოძრაობის სიჩქარის კვადრატი, საშუალების სიმკვრივე და ხახუნის ძალა სხვა ფორმას იღებს:
F \u003d kv 2, სადაც k არის პროპორციულობის კოეფიციენტი, რაც დამოკიდებულია სხეულის ფორმასა და საშუალო თვისებებზე, v არის სხეულის სიჩქარე.
თუ სხეულს მიეცემა გამარტივებული ფორმა, ტურბულენტობა შეიძლება შემცირდეს. დელფინებისა და ვეშაპების სხეულის ფორმა არის ბუნების კანონების შესანიშნავი მაგალითი, რომლებიც გავლენას ახდენენ ცხოველების სიჩქარეზე.
სხეულის გადაადგილების მუშაობას ხელს უშლის გარემოს წინააღმდეგობა. ენერგიის შენარჩუნების კანონის გამოყენებისას ვამბობთ, რომ მექანიკური ენერგიის ცვლილება უდრის ხახუნის ძალების მუშაობას.
ძალის მოქმედება გამოითვლება ფორმულით: A = Fscosα, სადაც F არის ძალა, რომლითაც სხეული მოძრაობს მანძილს s, α არის კუთხე ძალისა და გადაადგილების მიმართულებებს შორის.
ცხადია, წინააღმდეგობის ძალა ეწინააღმდეგება სხეულის მოძრაობას, საიდანაც cosα = -1. ხახუნის ძალის მუშაობა, რომლის ფორმულა არის A tr \u003d - Fs, არის უარყოფითი მნიშვნელობა. ამ შემთხვევაში იგი იქცევა შიდა (დეფორმაცია, გათბობა).
არსებობს ორი ძირითადი ფუნდამენტურად განსხვავებული ხახუნის ტიპი: მოცურების ხახუნის(1-ლი სახის ხახუნი) და მოძრავი ხახუნი(ხახუნის მე-2 სახის).
მოცურების ხახუნი დამახასიათებელია ქვედა კინემატიკური წყვილებისთვის, თუმცა ის ასევე გვხვდება უფრო მაღალ წყვილებში. ეს არის რთული ფიზიკური და ქიმიური პროცესი, რომელიც საბოლოოდ იწვევს წყვილის ელემენტების გაცხელებას, მასალების ფიზიკური (ძლიერი) თვისებების გაუარესებას, საიდანაც ისინი მზადდება, ინტენსიურ ცვეთას, ენერგიის დაკარგვას ხახუნის ძალების არაპროდუქტიული დაძლევის გამო. . ხახუნის დროს მოძრაობის წინააღმდეგობის მიზეზების უმარტივესი ახსნა არის ის, რომ მყარი სხეულების (ბმულების) შედარებითი მოძრაობის დროს, ერთი მათგანის მიკროუხეშობა ხვდება მეორის მიკროუხეშობას, რაც იწვევს ფარდობითი მოძრაობისკენ მიმართულ გარკვეულ მთლიან ძალას. მაგალითად, მყარი სხეული 2 (ნახ. 5.1) მოძრაობს მითითებული მიმართულებით 1-ის მყარ სხეულთან შედარებით სიჩქარით. ამავდროულად, მისი მიკროუხეშები ეჯახება სხეულის 1-ის მიკროუხეშებს, რაც იწვევს წერტილებში ნორმალური რეაქციების გამოჩენას. მიკროუხეშების შეხება (ამ რეაქციების მიმართ
ბრინჯი. 5.1 ნაჩვენებია მართკუთხედების დიაგონალების სახით). რეაქციების ვერტიკალური კომპონენტების ჯამური ღირებულება შეკუმშვის ძალის ტოლია ქდა ჰორიზონტალური კომპონენტების მთლიანი მნიშვნელობა არის ხახუნის ძალა, რომელიც მიმართულია მოძრაობის ფარდობითი სიჩქარის წინააღმდეგ. გასათვალისწინებელია, რომ კონტაქტური სხეულების ხახუნის ძალები მოქმედებენ წყვილებში, ანუ ერთი მათგანი გამოიყენება ერთ სხეულზე, მეორე მეორეზე და ეს ძალები თანაბარი და საპირისპიროა, მსგავსია ადრე განხილული რეაქციები კინემატიკაში. წყვილები.
მოცურების ხახუნი იყოფა რამდენიმე ტიპად იმის მიხედვით, თუ რა პირობებში მუშაობენ კინემატიკური წყვილები.
მშრალი ხახუნა, რომელიც წარმოიქმნება აბსოლუტურად სუფთა და მშრალ კონტაქტურ ზედაპირებთან, ტენიანობის, ოქსიდების, მტვრისა და სხვა ნივთიერებების ყოველგვარ კვალს მოკლებული. ამ პირობებში, გახეხილი ზედაპირები პირდაპირ ეხებიან ერთმანეთს. ასეთი ხახუნის პირობების მიღება შესაძლებელია მხოლოდ ლაბორატორიულ პირობებში.
სასაზღვრო ხახუნიდამახასიათებელია, როდესაც საპოხი ფენის სისქე სასუქ ზედაპირებს შორის არის 0,1 მიკრონიზე ნაკლები.
სითხის ხახუნიხდება მაშინ, როდესაც ხახვიანი ზედაპირები მთლიანად გამოყოფილია საპოხი მასალის ფენით და მიკროუხეშები საერთოდ არ ეხება ერთმანეთს (ნახ. 5.2). წინააღმდეგობა მყარი ნივთიერებების შედარებით მოძრაობის მიმართ ამ შემთხვევაში მთლიანად განისაზღვრება საპოხი სითხის თვისებებით და არსებითად დამოკიდებულია მის სიბლანტეზე. ამ ტიპის ხახუნის კანონზომიერებები შესამჩნევად განსხვავდება სხვა სახის ხახუნის კანონზომიერებისგან.
ნახევრად სითხის ხახუნიწარმოიქმნება მაშინ, როდესაც არ არის დაცული წმინდა თხევადი ხახუნის პირობები, შემდეგ კი მყარი სხეულების შეხების ზოგიერთ ადგილას არის თხევადი ხახუნი, ზოგში - საზღვარი. ამ მიზეზით ამ ტიპის ხახუნს ე.წ შერეული. ამ ტიპის ხახუნი ყველაზე ხშირად ხდება მანქანებში.
ნახევრად მშრალი ხახუნიეს ხდება მაშინ, როდესაც ერთდროულად არის მშრალი ხახუნი და სასაზღვრო ხახუნი. ამ ტიპის ხახუნი წარმოიქმნება, თუ ტენიანობის, ოქსიდების, მტვრისგან, აეროზოლებისგან გაწმენდილი ზედაპირები გარკვეული დროით დარჩება ჰაერში და შემდეგ კონტაქტში იქნება.
სრიალის ხახუნა
1. ხახუნის ძალა ყოველთვის მიმართულია ფარდობითი მოძრაობის სიჩქარის წინააღმდეგ.
2. ტექნიკური გამოთვლებისთვის საკმარისი სიზუსტით ხახუნის ძალა შეიძლება განისაზღვროს კულონ-ამონტონის ფორმულით. აქ არის ხახუნის კოეფიციენტი; არის ნორმალური რეაქცია, რომელიც ხდება კინემატიკურ წყვილში კომპრესიული ძალის მოქმედებით.
3. ხახუნის კოეფიციენტი დამოკიდებულია ხახუნის ზედაპირების ფიზიკურ ბუნებასა და მდგომარეობაზე, ანუ უხეშობაზე, საპოხი მასალის არსებობასა და ტიპზე და ა.შ.
4. ხახუნის კოეფიციენტი დამოკიდებულია სხეულების ფარდობითი მოძრაობის სიჩქარეზე
(ნახ. 5.3), თუმცა, პრაქტიკისთვის საკმარისი სიზუსტით, ვარაუდობენ, რომ იგი მუდმივი რჩება ნებისმიერი სიჩქარით. მრავალრიცხოვანმა კვლევამ აჩვენა, რომ გაშვებისას, ხახუნის კოეფიციენტი უფრო დიდია, ვიდრე მოძრაობისას. ეს თანაფარდობა ე.წ ხახუნის სტატიკური კოეფიციენტი, ან სტატიკური ხახუნის კოეფიციენტი. იგი დანიშნულია და ითვლება, რომ, ამავე დროს, მოძრაობის სიჩქარის მიუხედავად.
5. სტატიკური ხახუნის კოეფიციენტი დამოკიდებულია მოსვენებულ მდგომარეობაში მყარი სხეულების შეხების დროზე, რაც აიხსნება სხეულების მასალების ერთმანეთში თანდათანობით შეღწევით. რაც უფრო გრძელია სხეულები უმოძრაო კონტაქტში, მით უფრო ღრმაა შეღწევა და უფრო რთულია მათი მოგვიანებით გადაადგილება.
6. ხახუნის კოეფიციენტი დამოკიდებულია კონკრეტულ წნევაზე. ეს ურთიერთობა ნაჩვენებია
ბრინჯი. 5.4. ჯერ კოეფიციენტის მნიშვნელობა მკვეთრად იზრდება, შემდეგ, გარკვეული მნიშვნელობის მიღწევის შემდეგ, ის რჩება მუდმივი და შემდეგ, კონკრეტული წნევის საკმარისად დიდი მნიშვნელობების დროს, მკვეთრად იზრდება ხელახლა, მასალების პლასტიკური დეფორმაციების გამო. გახეხილი ზედაპირები. თუმცა, ტექნიკურ გამოთვლებში, ასეთი დამოკიდებულება არ არის გათვალისწინებული, მაგრამ მნიშვნელობა ვარაუდობენ მუდმივად, რომელიც არ იცვლება კონკრეტული წნევის ცვლილებების ფართო სპექტრში.
ხახუნის კოეფიციენტების მნიშვნელობები სხვადასხვა მასალისთვის და სასუქის ზედაპირების მუშაობის პირობები მოცემულია ფიზიკურ და ტექნიკურ საცნობარო წიგნებში.
ხახუნი ხდება მაშინ, როდესაც სხეულები არიან უშუალო კონტაქტში, რაც ხელს უშლის მათ შედარებით მოძრაობას და ყოველთვის მიმართულია კონტაქტის ზედაპირის გასწვრივ.
ხახუნის ძალები ბუნებით ელექტრომაგნიტურია, ისევე როგორც ელასტიური ძალები. ორი მყარი სხეულის ზედაპირებს შორის ხახუნს მშრალი ხახუნა ეწოდება. მყარ სხეულსა და თხევად ან აირისებრ გარემოს შორის ხახუნს ბლანტი ხახუნი ეწოდება.
გამოარჩევენ სტატიკური ხახუნი, მოცურების ხახუნისდა მოძრავი ხახუნი.
დასვენების ხახუნი- ხდება არა მხოლოდ ერთი ზედაპირის მეორეზე სრიალისას, არამედ ამ სრიალის გამოწვევისას. სტატიკური ხახუნი აფერხებს მოძრავი კონვეიერის ღვედის დატვირთვას, იცავს ლურსმნებს დაფაზე და ა.შ.
სტატიკური ხახუნის ძალა არის ძალა, რომელიც ხელს უშლის ერთი სხეულის მოძრაობას მეორესთან მიმართებაში, ყოველთვის მიმართულია გარედან მიმართული ძალის წინააღმდეგ, რომელიც გამოიყენება კონტაქტის ზედაპირის პარალელურად, რომელიც ცდილობს ობიექტის გადაადგილებას მისი ადგილიდან.
რაც უფრო დიდია სხეულის გადაადგილების ძალა, მით მეტია სტატიკური ხახუნის ძალა. თუმცა, კონტაქტში მყოფი ნებისმიერი ორი სხეულისთვის, მას აქვს გარკვეული მაქსიმალური მნიშვნელობა (F tr.p.) მაქსიმაზე მეტი, ვიდრე ეს არ შეიძლება იყოს და რაც არ არის დამოკიდებული ზედაპირების კონტაქტის არეალზე:
(F tr.p.) max = μ p N,
სადაც μ გვ- სტატიკური ხახუნის კოეფიციენტი, ნ- დამხმარე რეაქციის ძალა.
მაქსიმალური სტატიკური ხახუნის ძალა დამოკიდებულია სხეულების მასალებზე და კონტაქტური ზედაპირების დამუშავების ხარისხზე.
მოცურების ხახუნა. თუ სხეულს მივაყენებთ ძალას, რომელიც აღემატება სტატიკური ხახუნის მაქსიმალურ ძალას, სხეული მოძრაობს და დაიწყებს მოძრაობას. დასვენების დროს ხახუნი შეიცვლება მოცურების ხახუნით.
მოცურების ხახუნის ძალა ასევე პროპორციულია ნორმალური წნევის ძალისა და დამხმარე რეაქციის ძალის:
F tr \u003d μN.
მოძრავი ხახუნი. თუ სხეული არ სრიალებს სხვა სხეულის ზედაპირზე, მაგრამ, როგორც ბორბალი, გორავს, მაშინ ხახუნს, რომელიც ხდება შეხების წერტილში, ეწოდება მოძრავი ხახუნის. როდესაც ბორბალი გორგოლაჭებს გზის საწოლზე, ის მუდმივად იჭერს მასში, ამიტომ მის წინ ყოველთვის არის მუწუკი, რომელიც უნდა დაიძლიოს. ეს არის ის, რაც იწვევს მოძრავი ხახუნის. მოძრავი ხახუნი ნაკლებია, რაც უფრო რთულია გზა.
მოძრავი ხახუნის ძალა ასევე პროპორციულია დამხმარე რეაქციის ძალის:
F tr.qual = μ qual N,
სადაც მ ხარისხი- მოძრავი ხახუნის კოეფიციენტი.
Იმიტომ რომ მ ხარისხი<< μ , ამავე დატვირთვისას, მოძრავი ხახუნის ძალა გაცილებით ნაკლებია, ვიდრე მოცურების ხახუნის ძალა.
ხახუნის ძალის გამომწვევი მიზეზებია შეხებადი სხეულების ზედაპირების უხეშობა და მოლეკულური მიზიდულობა ხახუნის სხეულების შეხების წერტილებში. პირველ შემთხვევაში, ერთი შეხედვით გლუვ ზედაპირებს ფაქტობრივად აქვთ მიკროსკოპული დარღვევები, რომლებიც სრიალისას ერთმანეთს ეჭიდებიან და მოძრაობაში ხელს უშლიან. მეორე შემთხვევაში, მიზიდულობა ვლინდება თუნდაც კარგად გაპრიალებული ზედაპირებით.
სითხეში ან აირში მოძრავი მყარი გავლენას ახდენს საშუალო წინააღმდეგობის ძალა, მიმართულია სხეულის სიჩქარის წინააღმდეგ გარემოსთან შედარებით და მოძრაობის შენელებას.
საშუალო წინააღმდეგობის ძალა ჩნდება მხოლოდ ამ გარემოში სხეულის მოძრაობის დროს. აქ არაფერია სტატიკური ხახუნის ძალის მსგავსი. პირიქით, წყალში არსებული ობიექტების გადაადგილება ბევრად უფრო ადვილია, ვიდრე მყარ ზედაპირზე.
