Fenomenul de frecare în viața umană joacă atât un rol pozitiv, cât și unul negativ. Pe de o parte, fără prezența sa, mișcarea ar fi imposibilă, pe de altă parte, din cauza frecării, apar pierderi uriașe de energie și materiale de lucru. În articol, vom lua în considerare din punct de vedere al fizicii ce este frecarea, precum și cum să găsim coeficientul de frecare.
Fenomen de frecare
Fricația este un fenomen de contact care are loc în zona de contact dintre diferite corpuri și care contracarează orice mișcare reciprocă a acestora.
În mecanica mișcării solidelor se disting trei tipuri de frecare:
- acţionează în repaus;
- acționând în timp ce alunecă suprafețele una peste alta;
- cauzate de corpuri care se rostogolesc.
Frecarea de repaus apare atunci când aplicăm o forță tangenţială externă unei suprafeţe de pe un corp pentru a o deplasa. Un exemplu izbitor de frecare de alunecare este alunecarea schiurilor pe zăpadă. În sfârșit, frecare în timpul rulăriise manifestă atunci când roata vehiculului rulează pe drum.
Formulă pentru determinarea forței de frecare
În fizică, tipurile de frecare enumerate sunt descrise prin aceeași formulă atunci când se calculează forțele care acționează. Această formulă arată astfel:
Ft=µN.
Forța de frecare Ft este egală cu produsul dintre coeficientul de frecare µ și reacția suportului N. Când se consideră tipul corespunzător de frecare, numai valoarea coeficientului µ, care este o cantitate fără dimensiune, se modifică.
În cazul forțelor de frecare statice și de alunecare, valoarea lui µ este de aproximativ zecimi de unitate. µ depinde de materialele de contact, de rugozitatea suprafeței lor și nu depinde de zona de contact sau viteza de alunecare.
Pentru frecarea de rulare, coeficientul µ (se notează de obicei CR) depinde de caracteristicile de elasticitate ale corpului de rulare, de duritatea acestuia, de raza de rulare și de altele. factori. Pentru majoritatea materialelor, acest factor de rulare este în sutimi și miimi de unitate.
Deoarece există mulți factori care afectează valoarea lui µ, nu există o formulă matematică precisă pentru calculul lui. Răspunzând la întrebarea cum să găsim coeficientul de frecare, trebuie spus că acesta este măsurat experimental.
Determinarea coeficientului µ
În acest paragraf, vom lua în considerare două moduri de determinare practică a valorii lui µ folosind exemplul de frecare de alunecare și de repaus.
Prima modalitate de a răspunde la întrebarea cum să găsiți coeficientul de frecare,constă în aşezarea pe un plan orizontal a unei bare, de care este ataşat un dinamometru. Bara și avionul sunt realizate din perechea de materiale investigată, de exemplu, sticlă și lemn. Prin mișcarea uniformă a barei, ținând dinamometrul, puteți determina forța de alunecare Ft. Cunoscând masa m a barei, coeficientul µ se calculează după cum urmează:
µ=Ft / (mg).
A doua metodă este convenabilă pentru determinarea µ pentru frecare statică. Pentru a face acest lucru, trebuie să plasați o bară pe un plan orizontal. Apoi, un capăt al avionului ar trebui să fie ridicat încet, înclinându-l la un anumit unghi față de orizont. La un anumit unghi θ, bara va începe să alunece de pe suprafață. Măsurând acest unghi, coeficientul de frecare µ poate fi determinat din ecuația:
µ=tg(θ).
Măsurarea µ pentru frecarea de rulare implică utilizarea unei configurații mai sofisticate numite pendul înclinat. Calculul lui µ în acest caz se realizează prin studierea ecuațiilor dinamicii mișcării.
