ค่าสัมประสิทธิ์ของแรงเสียดทานในการเลื่อนและกลิ้ง

ภายใต้สภาพบกใด ๆ ร่างกายที่เคลื่อนไหว (หรือพวกเขาเข้าสู่การเคลื่อนไหว) เข้ามาติดต่อกับสิ่งแวดล้อมหรือกับร่างกายอื่น ๆ ในกรณีนี้มีกองกำลังที่ต่อต้านการเคลื่อนไหวของพวกเขา แรงเหล่านี้เรียกว่าแรงเสียดทานพวกเขาแปลส่วนหนึ่งของพลังงานกลของการเคลื่อนไหวเป็นพลังงานภายในซึ่งมาพร้อมกับความร้อนของร่างกายและสภาพแวดล้อม

ความเสียดทานคือภายนอกและภายใน ภายใน (เรียกว่าความหนืด) ประกอบด้วยการปรากฏตัวของแรงสัมผัสระหว่างชั้นเคลื่อนย้ายของของเหลวหรือก๊าซที่รบกวนการกระจัดกระจายนี้

ตรงกันข้ามกับเรื่องนี้แรงเสียดทานภายนอกเกิดขึ้นมาสถานที่ติดต่อของของแข็งในรูปของแรงสัมผัสกับพื้นผิวของพวกเขาและการกีดกันการเคลื่อนไหวร่วมกันของพวกเขา ในทางกลับกันจะแบ่งเป็นสถิต (แรงเสียดทานของส่วนที่เหลือ) และไคเนติก แรงเสียดทานสถิตเป็นที่ประจักษ์เมื่อพยายามที่จะย้ายร่างกายที่คงที่หนึ่งไปยังอีก Kinematic มีอยู่ระหว่างการเคลื่อนไหวร่างกายในการติดต่อกับแต่ละอื่น ๆ แรงเสียดทานภายนอกสามารถแบ่งออกเป็นแรงเสียดทานเลื่อนและรีด

ความรู้สึกทางกายภาพของแรงเสียดทานคืออะไร? มันมีประโยชน์หรือเป็นอันตราย? ได้อย่างรวดเร็วก่อนแรงเสียดทานเท่านั้นที่เป็นอุปสรรคต่อเรา: รายละเอียดของกลไกยางของรถยนต์สวมใส่รองเท้าของรองเท้าจะถูกลบ ฯลฯ และการสร้างเครื่องเคลื่อนไหวตลอดเป็นไปไม่ได้เพียงเพราะเหตุนี้ แต่ดูอย่างใกล้ชิด แรงเสียดทานที่หายไป - เราไม่สามารถเดินหรือพลิกหนังสือหรือย้ายรถหรือหยุดเคลื่อนไหว จำนวนมากของปรากฏการณ์ทางกายภาพในโลกขึ้นอยู่กับแรงเสียดทาน ความสำเร็จหลักสองประการของมนุษยชาติซึ่งมุ่งมั่นในการพัฒนาอารยธรรม - การทำเหมืองไฟและการประดิษฐ์ของล้อ - จะเป็นไปไม่ได้หากปราศจากมัน

ปรากฏการณ์นี้ขึ้นอยู่กับความไม่สม่ำเสมอของร่างกายใด ๆ : ที่สัมผัสของรอยบากเสมอยึดติดกับความขรุขระของอื่น ๆ สำหรับพื้นผิวเรียบเรียบ (ตัวอย่างเช่นพื้นผิวที่รอบคอบ) ใกล้เคียงกันกฎของแรงเสียดทานของโมเลกุลขึ้นอยู่กับแรงดึงดูดของโมเลกุลซึ่งกันและกัน

วิทยาศาสตร์ของชนเผ่าศึกษาแรงเสียดทาน ในปี ค.ศ. 1781 นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส S. Coulomb ได้จัดทำกฎพื้นฐานของแรงเสียดทานแห้ง จากการทดลองนักวิทยาศาสตร์ยืนยันว่าแรงเสียดทาน F ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อเลื่อนเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรง N ที่ทำหน้าที่ต่อแรงดันปกติ ความสัมพันธ์นี้เป็นดังนี้:

N: F = k ∙ N;

โดยที่ k เป็นค่าสัมประสิทธิ์ของแรงเสียดทาน (สัมประสิทธิ์สัดส่วน) ค่าของมันถูกคำนวณดังนี้: ร่างกายถูกวางไว้บนเครื่องบินเอียงและการเคลื่อนไหวเหมือนกันได้โดยการเปลี่ยนมุมของความเอียง ในกรณีนี้แรงเสียดทาน F เท่ากับแรงผลักดัน P:

F = P ∙ sin a;

แรง N (แรงดันปกติ) เท่ากับP ∙ cos a; เพราะฉะนั้น k = tan a. ค่าสัมประสิทธิ์ของแรงเสียดทานคือการสัมผัสกันของมุมของความเอียงของพื้นผิวตามที่ร่างกายเลื่อนอย่างสม่ำเสมอเช่นที่ความเร็วคงที่

ในทางปฏิบัติค่าของมันสามารถคำนวณได้เพียงประมาณ พื้นผิวของร่างกายตามกฎมีการปนเปื้อนมากหรือน้อยมีออกไซด์สนิมและสิ่งอื่น ๆ รวม ค่าสัมประสิทธิ์ของแรงเสียดทานที่กำหนดเป็นคู่สำหรับการรวมกันของวัสดุที่แตกต่างกันโดยการทดลองจะรวมอยู่ในตารางอ้างอิงพิเศษ

เมื่อกลิ้งแรงเสียดทานเกิดขึ้นเพราะล้อเลื่อนถูกกดลงไปที่พื้นผิวถนนเล็กน้อยนั่นคือถูกบังคับให้เอาชนะกระแทกขนาดเล็ก ยิ่งถนนมีขนาดเล็กเท่าไหร่และแรงเสียดทานน้อยลงเท่านั้น ค่าของมันถูกคำนวณในกรณีนี้โดยสูตร: F = k ∙ N / r โดยที่ r คือรัศมีของล้อ ดังนั้นค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสีของกลิ้งมีมิติของความยาว โดยปกติมันจะแสดงเป็นเซนติเมตรตรงกันข้ามกับค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานเลื่อนซึ่งเป็นปริมาณที่ไม่มีมิติ

ดังที่ได้กล่าวมาแล้วค่าสัมประสิทธิ์ของด้านในแรงเสียดทานมีอยู่ไม่เพียง แต่สำหรับของแข็ง แต่ยังสำหรับของเหลว ในไฮโดรลิคมักต้องคำนวณการสูญเสียพลังงานเฉพาะของระบบไฮดรอลิคที่เกิดขึ้นในท่อ พวกเขามีสองประเภท: การสูญเสียความยาวที่เกิดขึ้นในท่อตรงที่มีการไหลสม่ำเสมอและการสูญเสียในประเทศซึ่งเป็นสาเหตุของการเสียรูปของการไหลเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของช่อง (การรัด, การขยายตัว, การหมุน) การสูญเสียทางไฮดรอลิคคำนวณโดยใช้ค่าที่คล้ายกันซึ่งเรียกว่า "ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของแรงเสียดทานไฮดรอลิก"