Koeficient trenja in situacije, v katerih se pojavlja

Kakšen je koeficient trenja v fiziki in s čim je povezan? Kako se ta vrednost izračuna? Kolikšen je koeficient trenja, ki je numerično enak? Na ta in nekatera druga vprašanja, na katera se dotakne glavna tema v prispevku, bomo odgovorili. Seveda, razmislimo o konkretnih primerih, kjer se soočamo s pojavom, v katerem se pojavi koeficient trenja.

Kaj je trenje?

Trenje je ena izmed vrst interakcij, ki se pojavljajo med materialnimi telesi. Med dvema telesoma pride do trenja, ko pridejo v stik z eno ali drugo površino. Kot veliko drugih vrst interakcij, trenje obstaja samo z opazovanjem Newtonovega tretjega zakona. Kako to deluje v praksi? Vzemite dva absolutno vsa telesa. Naj bosta dve srednje veliki leseni palici.

Začnemo jih izvajati drug ob drugem in izvajati stik na območjih. Opazili boste, da bo premikanje med seboj postalo opazno težje kot samo premikanje v zrak. Tu koeficient trenja začne igrati svojo vlogo. V tem primeru lahko popolnoma mirno rečemo, da se sila trenja lahko opiše z Newtonovim tretjim zakonom: nanaša se na prvo telo, bo numerično enaka (modulo, kot bi rad povedal v fiziki) enaki sili trenja, ki se nanaša na drugo telo. . Vendar ne smemo pozabiti, da v tretjem Newtonu zakonu obstaja minus, ki pravi, da so sile, čeprav enake velikosti, usmerjene v različnih smereh. Tako je torna sila vektorska.

Narava trenja

Kot elastičen trenje sile ima elektromagnetno naravo. Kaj povzroča, da se pojavi? Stvar je v tem, da atomi in molekule teles, ki so v stiku, začnejo medsebojno vplivati.

Sila suhega trenja

To je sila, ki nastane, ko pridejo v stik dve ali več trdnih snovi. Istočasno bo odsotnost plinastega in tekočega vmesnega sloja med temi telesi predpogoj. Sila suhega trenja je v vseh primerih usmerjena vzdolž tangentne črte, ki poteka proti sosednjim območjem.

Ena od sort tega procesa - trenje miru. To se zgodi tudi, če se telesa med seboj odmaknejo. Takšno trenje je opredeljeno kot obseg sile, uporabljene od zunaj. V tem primeru mora biti sila usmerjena v nasprotno smer.

Omejevalna sila trenja

Ustrezna sila ima vedno največjo (mejno) vrednost. Če zunanja sila postane še večja po velikosti in končno preseže to maksimalno vrednost, bomo lahko opazili zdrs med telesi. To pomeni, da se bo telo začelo gibati. Ta pojav je lahko povezan tudi z Newtonovim drugim zakonom, ki govori o vsoti sil, njihovi kompenzaciji in, kot rezultat vsega tega, enakomerno pospešeno gibanje telo.

Drsna sila trenja

Prej je bilo rečeno, da če zunanja sila preseže določeno maksimalno vrednost, ki je dovoljena za ustrezen sistem, se bodo telesa, ki vstopajo v takšen sistem, gibala relativno drug proti drugemu. Ali se bo gibalo eno telo ali dva, ali več - vse to ni pomembno. Pomembno je, da je v tem primeru drsna sila drsenja. Če govorimo o njegovi smeri, potem je usmerjena na stran, ki je nasprotna smeri drsenja (ali gibanja). Odvisna je od relativne hitrosti telesa. Ampak to je, če greš v vse vrste fizičnih odtenkov.

Treba je opozoriti, da se v večini primerov šteje, da je sila drsnega trenja neodvisna od hitrosti enega telesa glede na drugega. Prav tako ni povezana z največjo vrednostjo trenja sile mirovanja. Veliko število fizičnih problemov se rešuje natančno z uporabo podobnega modela obnašanja, ki omogoča bistveno poenostavitev procesa reševanja.

Kakšen je koeficient drsnega trenja?

To ni nič drugega kot koeficient sorazmernosti, ki je prisoten v formuli, ki opisuje proces trenja pri določenem telesu. Koeficient je brezrazsežna količina. Z drugimi besedami, izražena je izključno s številkami. Ne meri se v kilogramih, metrih ali nečem drugem. V skoraj vseh primerih je koeficient trenja manjši od enega.

Od česa je odvisna?

Koeficient drsnega trenja je odvisen od dveh dejavnikov: od materiala, iz katerega so izdelana telesa, in od načina obdelave njihove površine. Lahko je vtisnjena, gladka in na njej se lahko uporabi nekaj posebne snovi, ki bo zmanjšala ali povečala trenje.

Kako je usmerjena sila trenja?

Usmerjena je na stran, ki je nasproti smeri gibanja dveh ali več kontaktnih teles. Smerni vektor se uporablja tangencialno.

Če pride do stika med trdno snovjo in tekočino

V primeru, da pride trdna snov v stik s tekočino (ali določeno količino plina), lahko govorimo o nastanku sile tako imenovanega viskoznega trenja. Seveda bo to numerično bistveno manjše od sile suhega trenja. Vendar je njegova smer (akcijski vektor) enaka. V primeru viskoznega trenja ni potrebe po govorjenju o miru.

Ustrezna sila je povezana s hitrostjo telesa. Če je hitrost majhna, bo sila sorazmerna hitrosti. Če je visoka, bo sorazmerna s kvadratom hitrosti. Koeficient sorazmernosti bo neločljivo povezan z obliko teles, med katerimi pride do stika.

Drugi primeri sile trenja

Ta proces poteka, ko se telo premika. Toda ponavadi so v problemih zanemarjene, saj je torna sila valjanja zelo, zelo majhna. To dejansko poenostavlja proces reševanja ustreznih problemov, čeprav ohranja zadostno stopnjo natančnosti končnega odgovora.

Notranje trenje

Ta proces se v fiziki imenuje tudi alternativna beseda "viskoznost". Pravzaprav je to veja fenomenov prenosa. Ta proces je značilen za tekoča telesa. Ne govorimo le o tekočinah, temveč tudi o plinastih snoveh. Lastnost viskoznosti je zagotoviti odpornost pri prenosu enega dela snovi glede na drugega. V tem primeru je logično izvedeno delo, ki je potrebno za premikanje delcev. Toda v okolju se razprši kot toplota.

Predlagan je bil zakon, ki določa silo viskoznega trenja Isaac Newton. To se je zgodilo leta 1687. Zakon še vedno nosi ime velikega znanstvenika. Toda vse to je bilo le v teoriji, eksperimentalna potrditev pa je bila pridobljena šele na začetku 19. stoletja. Ustrezne poskuse so izvajali Coulomb, Hagen in Poiseuille.

Torej je sila viskoznega trenja, ki vpliva na tekočino, sorazmerna relativni hitrosti plasti, pa tudi območja. Hkrati pa je obratno sorazmerna z razdaljo, na kateri se plasti med seboj nahajajo. Koeficient notranjega trenja je koeficient sorazmernosti, ki je v tem primeru določen glede na vrsto plina ali tekoče snovi.

Podobno bo določen še en koeficient, ki poteka v razmerah z relativnim gibanjem dveh tokov. To je skladno s tem koeficient hidravličnega trenja.