Die verskynsel van wrywing in die menslike lewe speel beide 'n positiewe en 'n negatiewe rol. Aan die een kant, sonder die teenwoordigheid daarvan, sou beweging onmoontlik wees, aan die ander kant, as gevolg van wrywing, vind groot verliese aan energie en werkende materiale plaas. In die artikel sal ons uit die oogpunt van fisika oorweeg wat wrywing is, asook hoe om die wrywingskoëffisiënt te vind.
Wrywing-verskynsel
Wrywing is 'n kontakverskynsel wat in die kontaksone tussen verskillende liggame voorkom, en wat enige van hul onderlinge beweging teëwerk.
In die meganika van beweging van vaste stowwe word drie tipes wrywing onderskei:
- speel in rus;
- optree terwyl oppervlaktes oor mekaar gly;
- veroorsaak deur rollende lywe.
Ruswrywing vind plaas wanneer ons 'n eksterne tangensiale krag op 'n oppervlak op 'n liggaam toepas om dit te beweeg. 'n Treffende voorbeeld van glywrywing is die gly van ski's op sneeu. Ten slotte, wrywing tydens rolmanifesteer wanneer die wiel van die voertuig op die pad rol.
Formule vir die bepaling van die wrywingskrag
In fisika word die gelyste tipes wrywing deur dieselfde formule beskryf wanneer die werkende kragte bereken word. Hierdie formule lyk soos volg:
Ft=µN.
Die wrywingskrag Ft is gelyk aan die produk van die wrywingskoëffisiënt µ en die ondersteuningsreaksie N. Wanneer die ooreenstemmende tipe wrywing in ag geneem word, slegs die waarde van die koëffisiënt µ, wat 'n dimensielose hoeveelheid is, verander.
In die geval van statiese en gly wrywingskragte, is die waarde van µ ongeveer tiendes van 'n eenheid. µ hang af van die kontakmateriaal, van hul oppervlakruwheid, en is nie afhanklik van die kontakarea of glyspoed nie.
Vir rolwrywing hang die koëffisiënt µ (dit word gewoonlik aangedui CR) af van die elastisiteitseienskappe van die rollende liggaam, van sy hardheid, van die rolradius en ander faktore. Vir die meeste materiale is hierdie rolfaktor in honderdstes en duisendstes van eenheid.
Aangesien daar baie faktore is wat die waarde van µ beïnvloed, is daar geen definitiewe wiskundige formule vir die berekening daarvan nie. Deur die vraag te beantwoord hoe om die wrywingskoëffisiënt te vind, moet gesê word dat dit eksperimenteel gemeet word.
Bepaling van die koëffisiënt µ
In hierdie paragraaf sal ons twee maniere oorweeg van praktiese bepaling van die waarde van µ deur die voorbeeld van gly- en ruswrywing te gebruik.
Die eerste manier om die vraag te beantwoord hoe om die wrywingskoëffisiënt te vind,bestaan uit die plasing van 'n staaf op 'n horisontale vlak, waaraan 'n dinamometer geheg is. Die kroeg en die vliegtuig is gemaak van die ondersoekde paar materiale, byvoorbeeld glas en hout. Deur die staaf eweredig te beweeg en die dinamometer vas te hou, kan jy die glykrag Ft bepaal. Met die kennis van die massa m van die staaf, word die koëffisiënt µ soos volg bereken:
µ=Ft / (mg).
Die tweede metode is gerieflik om µ vir statiese wrywing te bepaal. Om dit te doen, moet jy 'n staaf op 'n horisontale vlak plaas. Dan moet die een kant van die vliegtuig stadig opgelig word en dit teen 'n sekere hoek na die horison kantel. By 'n sekere hoek θ sal die staaf van die oppervlak af begin gly. Deur hierdie hoek te meet, kan die wrywingskoëffisiënt µ bepaal word uit die vergelyking:
µ=tg(θ).
Om µ vir rollende wrywing te meet, behels die gebruik van 'n meer gesofistikeerde opstelling wat 'n skuins slinger genoem word. Die berekening van µ in hierdie geval word uitgevoer deur die vergelykings van bewegingsdinamika te bestudeer.
