Sila trenja v zemeljskih razmerah spremlja vsako gibanje teles. Nastane ob stiku dveh teles, če se ti telesi med seboj premikata. Sila trenja je vedno usmerjena vzdolž kontaktne površine, v nasprotju z elastično silo, ki je usmerjena pravokotno (slika 1, slika 2).
riž. 1. Razlika med smerema sile trenja in sile prožnosti
riž. 2. Površina deluje na palico, palica pa na podlago
Obstajajo suhe in nesuhe vrste trenja. Suhi tip trenja se pojavi, ko trdne snovi pridejo v stik.
Razmislite o palici, ki leži na vodoravni površini (slika 3). Nanj vplivata sila gravitacije in sila reakcije opore. Delujmo na palico z majhno silo , usmerjen vzdolž površine. Če se palica ne premakne, je uporabljena sila uravnotežena z drugo silo, ki se imenuje sila statičnega trenja.
riž. 3. Sila statičnega trenja
Sila statičnega trenja () v nasprotni smeri in po velikosti enaki sili, ki teži k premikanju telesa vzporedno s površino njegovega stika z drugim telesom.
S povečanjem »strižne« sile palica ostane v mirovanju, zato se poveča tudi sila statičnega trenja. Z nekaj, dovolj velike sile, se bo palica začela premikati. To pomeni, da sila statičnega trenja ne more naraščati v neskončnost - obstaja zgornja meja, večja od katere ne more biti. Vrednost te meje je največja sila statičnega trenja.
Delujmo na palico z dinamometrom.
riž. 4. Merjenje sile trenja z dinamometrom
Če dinamometer nanj deluje s silo, potem lahko vidimo, da največja sila statičnega trenja narašča s povečanjem mase palice, to je s povečanjem sile težnosti in reakcijske sile palice. podporo. Če bodo izvedene natančne meritve, bodo pokazale, da je največja sila statičnega trenja neposredno sorazmerna z reakcijsko silo nosilca:
kjer je modul največje sile statičnega trenja; n– podporna reakcijska sila (normalni tlak); - koeficient statičnega trenja (proporcionalnost). Zato je največja sila statičnega trenja neposredno sorazmerna s silo normalnega tlaka.
Če izvedemo poskus z dinamometrom in palico konstantne mase, medtem ko palico obračamo na različne strani (spreminjamo površino stika z mizo), vidimo, da se največja sila statičnega trenja ne spremeni ( Slika 5). Zato največja sila statičnega trenja ni odvisna od kontaktne površine.
riž. 5. Največja vrednost sile statičnega trenja ni odvisna od kontaktne površine
Natančnejše študije kažejo, da je statično trenje popolnoma odvisno od sile, ki deluje na telo, in formule.
Sila statičnega trenja ne preprečuje vedno premikanja telesa. Na primer, sila statičnega trenja deluje na podplat čevlja, hkrati pa daje pospešek in vam omogoča, da hodite po tleh, ne da bi vam spodrsnilo (slika 6).
riž. 6. Sila statičnega trenja, ki deluje na podplat čevlja
Drug primer: sila statičnega trenja, ki deluje na kolo avtomobila, vam omogoča, da se začnete premikati brez zdrsa (slika 7).
riž. 7. Sila statičnega trenja, ki deluje na kolo avtomobila
Pri jermenskih pogonih deluje tudi statična sila trenja (slika 8).
riž. 8. Sila statičnega trenja v jermenskih pogonih
Če se telo premika, potem sila trenja, ki deluje nanj s strani površine, ne izgine, ta vrsta trenja se imenuje drsno trenje. Meritve kažejo, da je sila drsnega trenja po velikosti skoraj enaka največji sili statičnega trenja (slika 9).
riž. 9. Sila drsnega trenja
Sila drsnega trenja je vedno usmerjena proti hitrosti telesa, to pomeni, da preprečuje gibanje. Posledično, ko se telo giblje samo pod delovanjem sile trenja, mu daje negativni pospešek, to pomeni, da se hitrost telesa nenehno zmanjšuje.
Tudi velikost sile drsnega trenja je sorazmerna s silo normalnega tlaka.
kjer je modul sile drsnega trenja; n– podporna reakcijska sila (normalni tlak); – koeficient drsnega trenja (proporcionalnost).
Slika 10 prikazuje graf odvisnosti sile trenja od uporabljene sile. Prikazuje dve različni področji. Prvi del, v katerem sila trenja narašča s povečanjem uporabljene sile, ustreza statičnemu trenju. Drugi del, kjer sila trenja ni odvisna od zunanje sile, ustreza trenju drsenja.
riž. 10. Graf odvisnosti sile trenja od uporabljene sile
Koeficient drsnega trenja je približno enak koeficientu statičnega trenja. Običajno je koeficient drsnega trenja manjši od enote. To pomeni, da je sila drsnega trenja manjša od normalne sile pritiska.
Koeficient drsnega trenja je značilnost dveh teles, ki se drgneta drug ob drugega, odvisen je od materialov, iz katerih sta telesi izdelani in kako dobro sta površini obdelani (gladki ali hrapavi).
Izvor statičnih in drsnih sil trenja je posledica dejstva, da nobena površina na mikroskopski ravni ni ravna, na kateri koli površini so vedno mikroskopske nehomogenosti (slika 11).
riž. 11. Površine teles na mikroskopski ravni
Ko se dve telesi v stiku poskušata premakniti relativno drug glede na drugega, se te nehomogenosti zaskočijo in preprečijo to gibanje. Z majhno količino uporabljene sile ta vpetost zadostuje, da prepreči premikanje teles, zato nastane statično trenje. Ko zunanja sila preseže največje statično trenje, takrat vpetje hrapavosti ni dovolj za držanje teles in se začnejo med telesi premikati, medtem ko med telesi deluje sila drsnega trenja.
Ta vrsta trenja nastane, ko se telesa kotalijo eno čez drugo ali ko se eno telo kotali po površini drugega. Kotalno trenje, tako kot drsno trenje, daje telesu negativen pospešek.
Pojav sile kotalnega trenja je posledica deformacije kotalnega telesa in podporne površine. Torej, kolo, ki se nahaja na vodoravni površini, deformira slednjo. Ko se kolo premika, se deformacije nimajo časa obnoviti, zato se mora kolo ves čas vzpenjati po manjšem hribčku, kar povzroči moment sil, ki upočasni kotaljenje.
riž. 12. Pojav kotalne sile trenja
Velikost sile kotalnega trenja je praviloma mnogokrat manjša od sile drsnega trenja, če so vse ostale enake. Zaradi tega je kotaljenje običajna vrsta gibanja v tehniki.
Ko se trdno telo giblje v tekočini ali plinu, nanj s strani medija deluje sila upora. Ta sila je usmerjena proti hitrosti telesa in upočasnjuje gibanje (slika 13).
Glavna značilnost sile upora je, da se pojavi le ob prisotnosti relativnega gibanja telesa in njegovega okolja. To pomeni, da sila statičnega trenja v tekočinah in plinih ne obstaja. To vodi k dejstvu, da lahko oseba premakne celo težko barko, ki je na vodi.
riž. 13. Sila upora, ki deluje na telo pri gibanju v tekočini ali plinu
Modul uporne sile je odvisen od:
Od velikosti telesa in njegove geometrijske oblike (slika 14);
Stanje površine telesa (slika 15);
Lastnosti tekočine ali plina (slika 16);
Relativna hitrost telesa in njegovega okolja (slika 17).
riž. 14. Odvisnosti modula uporne sile od geometrijske oblike
riž. 15. Odvisnosti modula uporne sile od stanja površine telesa
riž. 16. Odvisnosti modula uporne sile od lastnosti tekočine ali plina
riž. 17. Odvisnosti modula uporne sile od relativne hitrosti telesa in njegove okolice
Slika 18 prikazuje graf odvisnosti sile upora od hitrosti telesa. Pri relativni hitrosti, ki je enaka nič, sila upora ne deluje na telo. S povečevanjem relativne hitrosti sila upora najprej počasi raste, nato pa stopnja rasti narašča.
riž. 18. Graf odvisnosti sile upora od hitrosti telesa
Pri nizkih vrednostih relativne hitrosti je sila upora neposredno sorazmerna z vrednostjo te hitrosti:
kjer je vrednost relativne hitrosti; - koeficient upora, ki je odvisen od vrste viskoznega medija, oblike in velikosti telesa.
Če je relativna hitrost dovolj velika, postane sila upora sorazmerna s kvadratom te hitrosti.
kjer je vrednost relativne hitrosti; je koeficient upora.
Izbira formule za vsak konkreten primer se določi empirično.
Telo z maso 600 g se giblje enakomerno po vodoravni površini (slika 19). V tem primeru nanj deluje sila, katere vrednost je 1,2 N. Določite vrednost koeficienta trenja med telesom in površino.
klical suho. V nasprotnem primeru se trenje imenuje "tekoče". Značilna značilnost suhega trenja je prisotnost statičnega trenja.
Eksperimentalno je bilo ugotovljeno, da je sila trenja odvisna od sile pritiska teles drug na drugega (reakcijska sila opore), od materialov drgnih površin, od hitrosti relativnega gibanja in ne odvisno od območja stika. (To je mogoče razložiti z dejstvom, da nobeno telo ni popolnoma enakomerno. Zato je pravo območje stika veliko manjše od opazovanega. Poleg tega s povečanjem območja zmanjšamo specifični pritisk telesa drug na drugega.) Vrednost, ki označuje drgne površine, se imenuje koeficient trenja, največkrat pa se označuje z latinsko črko "k" ali grško črko "μ". Odvisno je od narave in kakovosti obdelave drgnjenih površin. Poleg tega je koeficient trenja odvisen od hitrosti. Vendar je najpogosteje ta odvisnost šibko izražena in če večja natančnost meritev ni potrebna, se lahko "k" šteje za konstantno.
Kot prvi približek lahko velikost sile drsnega trenja izračunamo po formuli:
Kje
Koeficient drsnega trenja,
Sila normalne podporne reakcije.
Glede na fizikalno interakcijo trenje običajno delimo na:
Zaradi kompleksnosti fizikalnih in kemijskih procesov, ki potekajo v območju torne interakcije, tornih procesov načeloma ni mogoče opisati z metodami klasične mehanike.
Pri mehanskih procesih vedno pride v večji ali manjši meri do pretvorbe mehanskega gibanja v druge oblike gibanja snovi (najpogosteje v toplotno obliko gibanja). V slednjem primeru imenujemo interakcije med telesi sile trenja.
Poskusi z gibanjem različnih teles v stiku (trdno v trdnem, trdno v tekočini ali plinu, tekoče v plinu itd.) z različnimi stanji kontaktnih površin kažejo, da se pri relativnem gibanju kontaktnih teles pojavljajo sile trenja in so usmerjeni proti vektorju relativne hitrosti tangencialno na kontaktne površine. V tem primeru so medsebojno delujoča telesa vedno segreta.
Sile trenja imenujemo tangencialne interakcije med telesi v stiku, ki izhajajo iz njihovega relativnega gibanja. Sile trenja, ki nastanejo zaradi relativnega gibanja različnih teles, imenujemo sile zunanjega trenja.
Sile trenja nastajajo tudi pri relativnem gibanju delov istega telesa. Trenje med plastmi istega telesa imenujemo notranje trenje.
Pri resničnih gibanjih vedno nastanejo sile trenja večje ali manjše velikosti. Zato moramo pri sestavljanju enačb gibanja, strogo gledano, v število sil, ki delujejo na telo, vedno vnesti tudi silo trenja F tr.
Telo se giblje enakomerno in premočrtno, če zunanja sila uravnoteži silo trenja, ki nastane med gibanjem.
Za merjenje sile trenja, ki deluje na telo, je dovolj, da izmerimo silo, ki mora delovati na telo, da se giblje brez pospeška.
Fundacija Wikimedia. 2010.
sila statičnega trenja- mejno trenje Sila trenja v mirovanju v trenutku začetka drsenja. Šifra IFToMM: 3.5.48 Razdelek: DINAMIKA MEHANIZMOV ... Teorija mehanizmov in strojev
Vrednost, ki označuje zunanje trenje. Glede na vrsto gibanja enega telesa nad drugim, T ... Fizična enciklopedija
Razmerje med silo trenja F in reakcijo T, usmerjeno vzdolž normale na kontaktno površino, ki se pojavi, ko deluje obremenitev, ki pritiska eno telo na drugega: f = F / T. Ker je značilnost, uporabljena pri izvedbi tehničnih izračunov, ... ...
Trenje, trenje. Zanimiva je kombinacija treh vrst nominativnih pomenov v besedi trenje. Mehanski izraz trenje je bil uporabljen za označevanje družbenih odnosov. To se je zgodilo v knjižnem jeziku zadnje tretjine 19. stoletja, ne prej ... ... Zgodovina besed
MOČ- vektorsko količinsko merilo mehanskega vpliva na telo drugih teles, pa tudi intenzivnosti drugih fizičnih. procesov in polj. Sile so različne: (1) S. Ampère, sila, s katero (glej) deluje na vodnik s tokom; smer vektorja sile ... ... Velika politehnična enciklopedija
Trenje je proces medsebojnega delovanja trdnih teles med njihovim relativnim gibanjem (premikom) ali med gibanjem trdnega telesa v tekočem ali plinastem mediju. Na drug način se imenuje frikcijska interakcija (angleško trenje). Preučevanje tornih procesov ... ... Wikipedia
Sile drsnega trenja so sile, ki nastanejo med telesi, ki se dotikajo med njunim relativnim gibanjem. Če med telesi ni tekoče ali plinaste plasti (maziva), se takšno trenje imenuje suho. Sicer pa trenja ... ... Wikipedia
zunanje drsno trenje- kontaktno trenje - mehanski upor gibanja enega telesa na površini drugega; v območju deformacije nastane med interakcijo orodja in materiala, ki se obdeluje. Značilnosti kontaktnega trenja med obdelavo ... ... Enciklopedični slovar metalurgije
Kotalni ležaj s fiksnim zunanjim obročem Ležaj je tehnična naprava, ki je del nosilca, ki podpira gred, os ali drugo strukturo, fiksira položaj v prostoru, zagotavlja vrtenje, nihanje ali linearno ... ... Wikipedia
Podpora ali vodilo mehanizma ali stroja (glej Stroj), v katerem nastane trenje, ko drsijo parne površine. V smeri zaznavanja obremenitve se razlikujejo radialni in aksialni (potisk) P. Odvisno od režima mazanja... Velika sovjetska enciklopedija
Trenje je pojav, s katerim se v vsakdanjem življenju srečujemo ves čas. Nemogoče je ugotoviti, ali je trenje škodljivo ali koristno. Zdi se, da je celo stopiti na spolzkem ledu težka naloga, hoja po grobi asfaltni površini je užitek. Avtomobilski deli brez mazanja se obrabijo veliko hitreje.
Študija trenja, poznavanje njegovih osnovnih lastnosti omogoča osebi, da jo uporablja.
Sila, ki izhaja iz gibanja ali poskusa premikanja enega telesa na površini drugega, usmerjena proti smeri gibanja, deluje na premikajoča se telesa, se imenuje sila trenja. Modul sile trenja, katerega formula je odvisna od številnih parametrov, se razlikuje glede na vrsto upora.
Ločimo naslednje vrste trenja:
zdrs;
valjanje.
Vsak poskus premikanja težkega predmeta (omare, kamna) z njegovega mesta vodi do napetosti, hkrati pa predmeta ni vedno mogoče premakniti. Moti počitek.
Izračunano statično trenje ne omogoča dovolj natančne določitve. Na podlagi delovanja tretjega Newtonovega zakona je velikost statične uporne sile odvisna od uporabljene sile.
Z večanjem sile se povečuje tudi sila trenja.
0 < F тр.покоя < F max
Ne dopušča, da žeblji, zabiti v drevo, izpadejo; gumbi, prišiti z nitjo, so trdno pritrjeni. Zanimivo je, da je upor mirovanja tisti, ki človeku omogoča hojo. Poleg tega je usmerjen v smeri gibanja ljudi, kar je v nasprotju s splošnim stanjem.
S povečanjem zunanje sile, ki premika telo, na vrednost največje sile statičnega trenja, se le-to začne premikati. Silo drsnega trenja upoštevamo pri drsenju enega telesa po površini drugega. Njegova vrednost je odvisna od lastnosti medsebojno delujočih površin in sile navpičnega delovanja na površino.
Formula za izračun sile drsnega trenja: F=μР, kjer je μ koeficient sorazmernosti (drsnega trenja), Р je navpična (normalna) tlačna sila.
Ena izmed sil, ki krmili gibanje, je sila drsnega trenja, katere formula je zapisana s tretjim Newtonovim zakonom.Zaradi izpolnjevanja tretjega Newtonovega zakona sta sili normalnega tlaka in reakcije nosilca enaki po velikosti in v nasprotni smeri: P \u003d N.
Preden najdemo silo trenja, katere formula ima drugačno obliko (F=μ N), določimo reakcijsko silo.
Koeficient drsnega upora je eksperimentalno uveden za dve drgni površini in je odvisen od kakovosti njune obdelave in materiala.
Tabela. Vrednost koeficienta upora za različne površine
| št. str | Interakcijske površine | Vrednost koeficienta drsnega trenja |
Jeklo + led | ||
Usnje + lito železo | ||
bron+železo | ||
Bron + lito železo | ||
Jeklo+jeklo |
Največjo silo statičnega trenja, katere formula je bila napisana zgoraj, je mogoče določiti na enak način kot silo drsnega trenja.
To postane pomembno pri reševanju problemov za določanje moči voznega upora. Na primer, knjiga, ki jo premika roka, pritisnjena od zgoraj, zdrsne pod delovanjem sile upora mirovanja, ki nastane med roko in knjigo. Količina upora je odvisna od vrednosti sile navpičnega pritiska na knjigo.
Prehod naših prednikov z vlečnih vozov na voz velja za revolucionaren. Izum kolesa je največji izum človeštva. ki se pojavi, ko se kolo premika vzdolž površine, je po velikosti bistveno manjši od drsnega upora.
Pojav je povezan s silami normalnega pritiska kolesa na površino, ima naravo, ki jo razlikuje od drsenja. Zaradi rahle deformacije kolesa se v središču oblikovanega območja in vzdolž njegovih robov pojavijo različne tlačne sile. Ta razlika v silah določa pojav kotalnega upora.
Formula za izračun kotalne sile trenja se običajno vzame podobno kot pri drsnem procesu. Razlika je vidna le v vrednostih koeficienta upora.
S spremembo hrapavosti drgnih površin se spremeni tudi vrednost sile trenja. Pri veliki povečavi sta dve površini v stiku videti kot izboklini z ostrimi vrhovi. Ko so naloženi, so štrleči deli telesa tisti, ki so v stiku drug z drugim. Skupna površina stika je nepomembna. Pri premikanju ali poskusu premikanja teles "konice" ustvarjajo upor. Velikost sile trenja ni odvisna od površine kontaktnih površin.
Zdi se, da dve idealno gladki površini ne bi smeli imeti prav nobenega upora. V praksi je sila trenja v tem primeru največja. To neskladje je razloženo z naravo izvora sil. To so elektromagnetne sile, ki delujejo med atomi medsebojno delujočih teles.
Mehanski procesi, ki jih v naravi ne spremlja trenje, so nemogoči, ker ni mogoče "izklopiti" električne interakcije nabitih teles. Neodvisnost upornih sil od medsebojnega položaja teles nam omogoča, da jih imenujemo nepotencialne.
Zanimivo je, da je sila trenja, katere formula se spreminja glede na hitrost medsebojno delujočih teles, sorazmerna s kvadratom ustrezne hitrosti. Ta sila se nanaša na silo viskoznega upora v tekočini.
Gibanje trdnega telesa v tekočini ali plinu, tekočini blizu trdne površine spremlja viskozni upor. Njegov pojav je povezan z medsebojnim delovanjem plasti tekočine, ki jih v procesu gibanja zajame trdno telo. Različne hitrosti plasti so vir viskoznega trenja. Posebnost tega pojava je odsotnost tekočega statičnega trenja. Ne glede na velikost zunanjega vpliva se telo v tekočini začne premikati.
Glede na hitrost gibanja je sila upora določena s hitrostjo gibanja, obliko gibajočega se telesa in viskoznostjo tekočine. Gibanje v vodi in olju istega telesa spremlja upor različnih velikosti.
Pri nizkih hitrostih: F = kv, kjer je k faktor sorazmernosti, ki je odvisen od linearnih dimenzij telesa in lastnosti medija, v je hitrost telesa.
Temperatura tekočine vpliva tudi na trenje v njej. V zmrznjenem vremenu se avto segreje, tako da se olje segreje (njegova viskoznost se zmanjša) in pomaga zmanjšati uničenje delov motorja v stiku.
Znatno povečanje hitrosti telesa lahko povzroči pojav turbulentnih tokov, medtem ko se upor močno poveča. Pomembno je: kvadrat hitrosti gibanja, gostota medija in sila trenja dobijo drugačno obliko:
F \u003d kv 2, kjer je k faktor sorazmernosti, odvisen od oblike telesa in lastnosti medija, v je hitrost telesa.
Če telesu damo poenostavljeno obliko, se turbulenca lahko zmanjša. Oblika telesa delfinov in kitov je odličen primer naravnih zakonov, ki vplivajo na hitrost živali.
Delo gibanja telesa onemogoča upor okolja. Pri uporabi zakona o ohranitvi energije pravimo, da je sprememba mehanske energije enaka delu sil trenja.
Delo sile izračunamo po formuli: A = Fscosα, kjer je F sila, pod katero se telo premakne za razdaljo s, α je kot med smerema sile in premika.
Očitno je sila upora nasprotna gibanju telesa, zato je cosα = -1. Delo sile trenja, katere formula je A tr \u003d - Fs, je negativna vrednost. V tem primeru se spremeni v notranjo (deformacija, segrevanje).
Obstajata dve glavni bistveno različni vrsti trenja: drsno trenje(trenje 1. vrste) in kotalno trenje(trenje 2. vrste).
Drsno trenje je značilno za nižje kinematične pare, pojavlja pa se tudi pri višjih parih. Gre za zapleten fizikalno-kemijski proces, ki na koncu vodi do segrevanja elementov para, poslabšanja fizikalnih (trdnostnih) lastnosti materialov, iz katerih so izdelani, intenzivne obrabe, izgub moči zaradi neproduktivnega premagovanja tornih sil. . Najenostavnejša razlaga vzrokov za upor gibanja pri trenju je, da se med relativnim gibanjem trdnih teles (členov) mikrohrapavost enega od njih sreča z mikrohrapavostjo drugega, kar ima za posledico neko skupno silo, usmerjeno proti relativnemu gibanju. Na primer, trdno telo 2 (sl. 5.1) se premika v označeni smeri z relativno hitrostjo glede na trdno telo 1. Hkrati se njegove mikrohrapavosti zaletijo v mikrohrapavosti telesa 1, kar povzroči pojav normalnih reakcij na točkah. stika z mikrohrapavostmi (te reakcije na
riž. 5.1 so prikazane kot diagonale pravokotnikov). Skupna vrednost vertikalnih komponent reakcij je enaka tlačni sili Q, skupna vrednost vodoravnih komponent pa je sila trenja, usmerjena proti relativni hitrosti gibanja. Upoštevati je treba, da sile trenja dotikajočih se teles delujejo v parih, to pomeni, da ena od njih deluje na eno telo, druga na drugo, te sile pa so enake in nasprotne, podobno kot prej obravnavane reakcije v kinematiki. parov.
Drsno trenje je razdeljeno na več vrst, odvisno od pogojev, v katerih delujejo kinematični pari.
Suho trenje, ki se pojavi pri popolnoma čistih in suhih kontaktnih površinah, brez sledi vlage, oksidov, prahu in drugih snovi. Pod temi pogoji se drgne površine neposredno dotikajo druga druge. Takšne pogoje trenja je mogoče doseči samo v laboratorijskih pogojih.
mejno trenje tipično, ko je debelina mazivnega sloja med drgnimi površinami manjša od 0,1 mikrona.
Tekočinsko trenje se zgodi, ko so drgne površine popolnoma ločene s plastjo maziva in se mikrohrapavosti med seboj sploh ne dotikajo (slika 5.2). Odpor proti relativnemu gibanju trdnih snovi je v tem primeru popolnoma odvisen od lastnosti mazalne tekočine in je v bistvu odvisen od njegove viskoznosti. Zakonitosti te vrste trenja se opazno razlikujejo od zakonitosti drugih vrst trenja.
poltekoče trenje nastane, ko pogoji čisto tekočega trenja niso izpolnjeni, nato pa na nekaterih mestih stika trdnih teles pride do tekočega trenja, v drugih - meje. Zaradi tega se ta vrsta trenja imenuje mešano. Ta vrsta trenja se najpogosteje pojavlja pri strojih.
Polsuho trenje to se zgodi, ko hkrati obstaja suho trenje in mejno trenje. Do te vrste trenja pride, če površine, očiščene vlage, oksidov, prahu, aerosolov, pustimo nekaj časa na zraku in jih nato pripeljemo v stik.
Drsno trenje
1. Sila trenja je vedno usmerjena proti hitrosti relativnega gibanja.
2. Z zadostno natančnostjo za tehnične izračune je moč trenja mogoče določiti s formulo Coulomb-Amonton. Tukaj je koeficient trenja; je normalna reakcija, ki se pojavi v kinematičnem paru pod delovanjem tlačne sile.
3. Koeficient trenja je odvisen od fizične narave in stanja drgnih površin, to je hrapavosti, prisotnosti in vrste maziva itd.
4. Koeficient trenja je odvisen od hitrosti medsebojnega gibanja teles
(Sl. 5.3) pa se z zadostno natančnostjo za prakso predpostavlja, da ostaja konstantna pri kateri koli hitrosti. Številne raziskave so pokazale, da je pri speljevanju koeficient trenja večji kot pri premikanju. To razmerje se imenuje statični koeficient trenja ali koeficient statičnega trenja. Označeno in upoštevano je, da hkrati, ne glede na hitrost gibanja.
5. Koeficient statičnega trenja je odvisen od časa stika trdnih teles v mirovanju, kar je razloženo s postopnim prodiranjem materialov teles drug v drugega. Dlje kot sta telesa v negibnem stiku, globlji je prodor in težje jih je kasneje premakniti.
6. Koeficient trenja je odvisen od specifičnega tlaka. Ta odnos je prikazan v
riž. 5.4. Najprej se vrednost koeficienta močno poveča, nato, ko doseže določeno vrednost, ostane konstantna, nato pa se pri dovolj velikih vrednostih specifičnega tlaka zaradi plastičnih deformacij materialov zopet močno poveča. drgne površine. Vendar se v tehničnih izračunih takšna odvisnost ne upošteva, ampak se domneva, da je vrednost konstantna, ki se ne spreminja v širokem razponu sprememb specifičnega tlaka.
Vrednosti tornih koeficientov za različne materiale in pogoje delovanja drgnih površin so podane v fizičnih in tehničnih referenčnih knjigah.
Trenje nastane, ko so telesa v neposrednem stiku, kar preprečuje njihovo relativno gibanje, in je vedno usmerjeno vzdolž stične površine.
Sile trenja so elektromagnetne narave, prav tako elastične sile. Trenje med površinama dveh trdnih teles imenujemo suho trenje. Trenje med trdnim telesom in tekočim ali plinastim medijem imenujemo viskozno trenje.
Razlikovati statično trenje, drsno trenje in kotalno trenje.
Trenje mirovanja- se pojavi ne samo pri drsenju ene površine na drugo, ampak tudi pri poskusu povzročitve tega drsenja. Statično trenje preprečuje zdrs bremen na premikajočem se tekočem traku, preprečuje zabijanje žebljev v desko itd.
Sila statičnega trenja je sila, ki preprečuje nastanek gibanja enega telesa relativno glede na drugega, vedno usmerjena proti sili, ki deluje od zunaj vzporedno s kontaktno površino in želi premakniti predmet z njegovega mesta.
Večja kot je sila, ki teži k premikanju telesa, večja je sila statičnega trenja. Vendar pa ima za kateri koli dve telesi v stiku neko največjo vrednost (F tr.p.) maks, več kot to ne more biti in ki ni odvisno od območja stika površin:
(F tr.p.) max = μ p N,
kje μ str- statični koeficient trenja, n- podporna reakcijska sila.
Največja sila statičnega trenja je odvisna od materialov teles in od kakovosti obdelave kontaktnih površin.
Drsno trenje. Če na telo delujemo s silo, ki presega največjo silo statičnega trenja, se telo premakne in začne premikati. Trenje v mirovanju bo zamenjalo drsno trenje.
Sila drsnega trenja je sorazmerna tudi s silo normalnega tlaka in silo reakcije podpore:
F tr \u003d μN.
kotalno trenje. Če telo ne drsi po površini drugega telesa, ampak se kot kolo kotali, potem se trenje, ki nastane na mestu stika, imenuje kotalno trenje. Ko se kolo kotali po cestišču, ga ves čas tišči vanjo, zato je pred njim vedno grbina, ki jo je treba premagati. To je tisto, kar povzroča kotalno trenje. Kotalno trenje je manjše, bolj trda je cesta.
Sila kotalnega trenja je prav tako sorazmerna z reakcijsko silo podpore:
F tr.qual = μ qual N,
kje μ kakovost- koeficient kotalnega trenja.
Zaradi μ kakovost<< μ , je pri enaki obremenitvi sila kotalnega trenja veliko manjša od sile drsnega trenja.
Vzroka za nastanek sile trenja sta hrapavost površin dotikajočih se teles in medmolekulsko privlačnost na stičnih mestih drgnih teles. V prvem primeru imajo navidezno gladke površine v resnici mikroskopske nepravilnosti, ki se med drsenjem oklepajo in ovirajo gibanje. V drugem primeru se privlačnost kaže tudi pri dobro poliranih površinah.
Na trdno snov, ki se giblje v tekočini ali plinu, vpliva srednja sila upora, usmerjen proti hitrosti telesa glede na okolje in upočasnjuje gibanje.
Sila upora medija se pojavi samo med gibanjem telesa v tem mediju. Tukaj ni nič podobnega sili statičnega trenja. Nasprotno, predmete v vodi je veliko lažje premikati kot na trdi podlagi.
