Wrywing is 'n verskynsel wat ons heeltyd in die alledaagse lewe teëkom. Dit is onmoontlik om te bepaal of wrywing skadelik of voordelig is. Om selfs 'n tree op gladde ys te gee, blyk 'n moeilike taak te wees; stap op 'n rowwe asf altoppervlak is 'n plesier. Motoronderdele sonder smering slyt baie vinniger.
Die studie van wrywing, kennis van die basiese eienskappe daarvan laat 'n persoon toe om dit te gebruik.
Die krag van wrywing in fisika
Die krag wat ontstaan uit die beweging of poging tot beweging van een liggaam op die oppervlak van 'n ander, gerig teen die bewegingsrigting, toegepas op bewegende liggame, word die wrywingskrag genoem. Die wrywingskragmodulus, waarvan die formule van baie parameters afhang, wissel na gelang van die tipe weerstand.
Die volgende tipes wrywing word onderskei:
• rus;
• strokie;
• aan die rol.
Enige poging om 'n swaar voorwerp (kas, klip) van sy plek af te skuif, lei tot die spanning van 'n persoon se krag. Terselfdertyd is dit nie altyd moontlik om die voorwerp in beweging te sit nie. Die wrywing van rus meng hiermee in.
Rusende toestand
Berekeningsformule vir statiese wrywingskraglaat ons nie toe om dit akkuraat genoeg te bepaal nie. Kragtens Newton se derde wet hang die grootte van die statiese weerstandskrag af van die toegepaste krag.
Soos die krag toeneem, neem die wrywingskrag ook toe.
0 < Frusprobleme < Fmax
Ruswrywing keer dat spykers wat in hout vasgesteek word, nie uitval nie; knoppies wat met draad toegewerk is, word stewig in plek gehou. Interessant genoeg is dit die weerstand van rus wat 'n persoon toelaat om te loop. Boonop is dit gerig in die rigting van menslike beweging, wat die algemene stand van sake weerspreek.
Gly-verskynsel
Wanneer die eksterne krag wat die liggaam beweeg, toeneem tot die waarde van die grootste statiese wrywingskrag, begin dit beweeg. Die krag van glywrywing word beskou in die proses om een liggaam oor die oppervlak van 'n ander te gly. Die waarde daarvan hang af van die eienskappe van die interaktiewe oppervlaktes en die krag van die vertikale aksie op die oppervlak.
Berekeningsformule vir die krag van glywrywing: F=ΜP, waar Μ die koëffisiënt van proporsionaliteit (gly wrywing), P is die krag van vertikale (normale) druk.
Een van die dryfkragte is die glywrywingskrag, waarvan die formule geskryf word deur die reaksiekrag van die steun te gebruik. As gevolg van die vervulling van Newton se derde wet, is die kragte van normale druk en die reaksie van die steun dieselfde in grootte en teenoorgestelde in rigting: Р=N.
Voordat jy die wrywingskrag vind, waarvan die formule 'n ander vorm aanneem (F=M N), bepaal die reaksiekrag.
Die glyweerstandskoëffisiënt word eksperimenteel ingestel vir twee vryfoppervlaktes, hang af van die kwaliteit van hul verwerking en materiaal.
Tafel. Die waarde van die weerstandskoëffisiënt vir verskeie oppervlaktes
| pp | Interaksie-oppervlaktes | Waarde van glywrywingskoëffisiënt |
| 1 | Staal+ys | 0, 027 |
| 2 | Oak+eik | 0, 54 |
| 3 | Leer+gietyster | 0, 28 |
| 4 | Brons+yster | 0, 19 |
| 5 | Brons+gietyster | 0, 16 |
| 6 | Staal+staal | 0, 15 |
Die grootste krag van statiese wrywing, waarvan die formule hierbo geskryf is, kan op dieselfde manier as die krag van glywrywing bepaal word.
Dit word belangrik wanneer probleme opgelos word om die sterkte van die ryweerstand te bepaal. Byvoorbeeld, 'n boek, wat beweeg word deur 'n hand wat van bo af gedruk word, gly onder die werking van die rusweerstandskrag wat tussen die hand en die boek ontstaan. Die hoeveelheid weerstand hang af van die waarde van die vertikale drukkrag op die boek.
Rollende verskynsel
Die oorgang van ons voorouers van sleepwaens na strydwaens word as revolusionêr beskou. Die uitvinding van die wiel is die grootste uitvinding van die mensdom. Die rolwrywing wat plaasvind wanneer 'n wiel oor 'n oppervlak beweeg, is aansienlik minder in grootte as glyweerstand.
Die opkoms van rollende wrywingskragte word geassosieer met die kragte van normale wieldruk op die oppervlak, het 'n aard wat dit onderskei van gly. As gevolg van effense vervorming van die wiel, ontstaan verskillende drukkragte in die middel van die gevormde area en langs sy kante. Hierdie verskil in kragte bepaal die voorkoms van rolweerstand.
Die berekeningsformule vir die rollende wrywingskrag word gewoonlik soortgelyk aan die glyproses geneem. Die verskil word slegs in die waardes van die sleepkoëffisiënt gesien.
Die aard van weerstand
Wanneer die ruheid van die vryfoppervlakke verander, verander die waarde van die wrywingskrag ook. By hoë vergroting lyk twee oppervlaktes in kontak soos bulte met skerp pieke. Wanneer dit op mekaar geplaas word, is dit die uitstaande dele van die liggaam wat met mekaar in aanraking is. Die totale area van kontak is onbeduidend. Wanneer liggame beweeg of probeer beweeg, skep die "pieke" weerstand. Die grootte van die wrywingskrag hang nie af van die area van die kontakoppervlakke nie.
Dit blyk dat twee perfek gladde oppervlaktes absoluut geen weerstand behoort te ervaar nie. In die praktyk is die wrywingskrag in hierdie geval maksimum. Hierdie teenstrydigheid word verklaar deur die aard van die oorsprong van kragte. Dit is elektromagnetiese kragte wat tussen die atome van interaktiewe liggame inwerk.
Meganiese prosesse wat nie met wrywing in die natuur gepaardgaan nie, is onmoontlik, omdat die vermoë om "af te skakel"daar is geen elektriese interaksie tussen gelaaide liggame nie. Die onafhanklikheid van die weerstandsmagte van die onderlinge posisie van die liggame stel ons in staat om hulle nie-potensiaal te noem.
Dit is interessant dat die wrywingskrag, waarvan die formule verander na gelang van die spoed van die interaktiewe liggame, eweredig is aan die kwadraat van die ooreenstemmende spoed. Hierdie krag sluit die krag van viskose weerstand in 'n vloeistof in.
Beweging in vloeistof en gas
Die beweging van 'n soliede liggaam in 'n vloeistof of gas, vloeistof naby 'n soliede oppervlak, gaan gepaard met viskose weerstand. Die voorkoms daarvan word geassosieer met die interaksie van vloeistoflae wat deur 'n soliede liggaam in die proses van beweging meegevoer word. Verskillende laagspoed is 'n bron van viskose wrywing. Die eienaardigheid van hierdie verskynsel is die afwesigheid van vloeibare statiese wrywing. Ongeag die omvang van die eksterne invloed, begin die liggaam beweeg terwyl dit in die vloeistof is.
Afhangende van die spoed van beweging, word die weerstandskrag bepaal deur die spoed van beweging, die vorm van die bewegende liggaam en die viskositeit van die vloeistof. Beweging in water en olie van dieselfde liggaam gaan gepaard met weerstand van verskillende grootsheid.
Vir lae snelhede: F=kv, waar k die proporsionaliteitsfaktor is afhangende van die lineêre afmetings van die liggaam en die eienskappe van die medium, v is die spoed van die liggaam.
Die temperatuur van die vloeistof beïnvloed ook die wrywing daarin. In rypweer word die motor opgewarm sodat die olie opwarm (sy viskositeit neem af) en help om die vernietiging van die enjinonderdele wat in kontak is te verminder.
Beweeg versnel
Beduidende toename in die spoed van die liggaam kan die voorkoms van onstuimige vloei veroorsaak, terwyl die weerstand dramaties toeneem. Die waardes is: die kwadraat van die spoed van beweging, die digtheid van die medium en die oppervlak van die liggaam. Die wrywingskragformule neem 'n ander vorm aan:
F=kv2, waar k die proporsionaliteitsfaktor is, afhangende van die vorm van die liggaam en die eienskappe van die medium, v die spoed van die liggaam is.
As die liggaam vaartbelyn is, kan turbulensie verminder word. Die liggaamsvorm van dolfyne en walvisse is 'n perfekte voorbeeld van die natuurwette wat die spoed van diere beïnvloed.
Energiebenadering
Om die werk te doen om die liggaam te beweeg, word belemmer deur die weerstand van die omgewing. Wanneer die wet van behoud van energie gebruik word, sê hulle dat die verandering in meganiese energie gelyk is aan die werk van wrywingskragte.
Die werk van krag word bereken deur die formule: A=Fscosα, waar F die krag is waaronder die liggaam 'n afstand s beweeg, α is die hoek tussen die rigtings van krag en verplasing.
Natuurlik is die weerstandskrag teenoorgesteld aan die beweging van die liggaam, vanwaar cosα=-1. Die werk van die wrywingskrag, waarvan die formule Atr=- Fs is, die waarde is negatief. In hierdie geval word meganiese energie omgeskakel na interne energie (vervorming, verhitting).
