Enige kontak tussen twee liggame lei tot 'n wrywingskrag. In hierdie geval maak dit nie saak in watter totale toestand van materie die liggame is nie, of hulle relatief tot mekaar beweeg of in rus is. In hierdie artikel sal ons kortliks oorweeg watter tipe wrywing in die natuur en tegnologie bestaan.
Ruswrywing
Vir baie is dit dalk 'n vreemde idee dat die wrywing van liggame bestaan selfs wanneer hulle in rus is relatief tot mekaar. Daarbenewens is hierdie wrywingskrag die grootste krag onder ander tipes. Dit manifesteer homself wanneer ons probeer om enige voorwerp te beweeg. Dit kan 'n blok hout, 'n klip, of selfs 'n wiel wees.
Die rede vir die bestaan van die statiese wrywingskrag is die teenwoordigheid van onreëlmatighede op die kontakoppervlakke, wat volgens die piek-trog-beginsel meganies met mekaar in wisselwerking tree.
Die statiese wrywingskrag word bereken deur die volgende formule te gebruik:
Ft1=µtN
Hier is N die reaksie van die ondersteuning waarmee die oppervlak langs die normaal op die liggaam inwerk. Die parameter µt is die wrywingskoëffisiënt. Dit hang af vandie materiaal van die kontakoppervlaktes, die kwaliteit van verwerking van hierdie oppervlaktes, hul temperatuur en 'n paar ander faktore.
Die geskrewe formule wys dat die statiese wrywingskrag nie van die kontakarea afhang nie. Die uitdrukking vir Ft1 laat jou toe om die sogenaamde maksimum krag te bereken. In 'n aantal praktiese gevalle is Ft1 nie die maksimum nie. Dit is altyd gelyk aan die uiterlike krag wat poog om die liggaam uit rus te bring.
Ruswrywing speel 'n belangrike rol in die lewe. Danksy dit kan ons op die grond beweeg, met ons voetsole daarvan afstoot, sonder om te gly. Enige liggame wat op vliegtuie is wat na die horison skuins gly nie van hulle af nie as gevolg van die krag Ft1.
Wrywing tydens gly
Nog 'n belangrike tipe wrywing vir 'n persoon manifesteer wanneer een liggaam oor die oppervlak van 'n ander gly. Hierdie wrywing ontstaan om dieselfde fisiese rede as die statiese wrywing. Wat meer is, sy sterkte word met 'n soortgelyke formule bereken.
Ft2=µkN
Die enigste verskil met die vorige formule is die gebruik van verskillende koëffisiënte vir glywrywing µk. Koëffisiënte µk is altyd minder as soortgelyke parameters vir statiese wrywing vir dieselfde paar vryfoppervlakke. In die praktyk manifesteer hierdie feit hom soos volg: 'n geleidelike toename in die eksterne krag lei tot 'n toename in die waarde van Ft1 totdat dit sy maksimum waarde bereik. Daarna het sydaal skerp met etlike tiene persent tot die waarde Ft2 en word konstant gehandhaaf tydens die beweging van die liggaam.
Koëffisiënt µk hang af van dieselfde faktore as parameter µt vir statiese wrywing. Die krag van glywrywing Ft2 hang feitlik nie af van die spoed van beweging van liggame nie. Eers teen hoë spoed word dit merkbaar om af te neem.
Die belangrikheid van glywrywing vir menselewe kan gesien word in voorbeelde soos ski of skaats. In hierdie gevalle word die koëffisiënt µk verminder deur die vryfoppervlaktes te verander. Inteendeel, besprinkeling van paaie met sout en sand het ten doel om die waardes van die koëffisiënte µk en µt te verhoog.
Rollende wrywing
Dit is een van die belangrike tipes wrywing vir die funksionering van moderne tegnologie. Dit is teenwoordig tydens die rotasie van laers en die beweging van die wiele van voertuie. Anders as gly- en ruswrywing, is rolwrywing te wyte aan die vervorming van die wiel tydens beweging. Hierdie vervorming, wat in die elastiese gebied voorkom, verdryf energie as gevolg van histerese, wat homself as 'n wrywingskrag tydens beweging manifesteer.
Berekening van die maksimum rolwrywingskrag word uitgevoer volgens die formule:
Ft3=d/RN
Dit wil sê, die krag Ft3, soos die kragte Ft1 en Ft2, is direk eweredig aan die reaksie van die ondersteuning. Dit hang egter ook af van die hardheid van die materiale in kontak en die wielradius R. Die waarded word die rolweerstandskoëffisiënt genoem. Anders as die koëffisiënte µk en µt, het d die dimensie van lengte.
As 'n reël blyk die dimensielose verhouding d/R 1-2 ordes van grootte minder te wees as die waarde µk. Dit beteken dat die beweging van liggame met behulp van rol baie meer energiek gunstig is as met behulp van gly. Daarom word rolwrywing in alle vryfoppervlaktes van meganismes en masjiene gebruik.
Wrywingshoek
Al drie tipes wrywingsmanifestasies wat hierbo beskryf word, word gekenmerk deur 'n sekere wrywingskrag Ft, wat direk eweredig is aan N. Beide kragte is reghoekig met betrekking tot mekaar gerig.. Die hoek wat hul vektorsom met die normaal op die oppervlak vorm, word die wrywingshoek genoem. Om die belangrikheid daarvan te verstaan, kom ons gebruik hierdie definisie en skryf dit in wiskundige vorm, ons kry:
Ft=kN;
tg(θ)=Ft/N=k
Dus, die raaklyn van die wrywingshoek θ is gelyk aan die wrywingskoëffisiënt k vir 'n gegewe tipe krag. Dit beteken dat hoe groter die hoek θ, hoe groter is die wrywingskrag self.
Wrywing in vloeistowwe en gasse
Wanneer 'n soliede liggaam in 'n gasvormige of vloeibare medium beweeg, bots dit voortdurend met deeltjies van hierdie medium. Hierdie botsings, gepaardgaande met 'n verlies aan snelheid van die rigiede liggaam, is die oorsaak van wrywing in vloeibare stowwe.
Hierdie tipe wrywing is baie afhanklik van spoed. Dus, teen relatief lae snelhede, die wrywingskragblyk direk eweredig te wees aan die spoed van beweging v, terwyl ons teen hoë spoed praat van proporsionaliteit v2.
Daar is baie voorbeelde van hierdie wrywing, van die beweging van bote en skepe tot die vlug van vliegtuie.
