Понятие о трении. Виды трения

                                    Понятие о трении. Виды трения

Трение — сопротивление, возникающее при движении одного шероховатого тела по поверхности другого. При скольжении тел воз­никает трение скольжения, при качении — трение качения. Природа сопротивлений движению в разных случаях различна.

Трение скольжения

Причина — механическое зацепление выступов. Сила сопроти­вления движению при скольжении называется силой трения сколь­жения (рис. 13. 3а).

Законы трения скольжения:

1. Сила трения скольжения прямо пропорциональна силе нор­мального давления:                                     

где R — сила нормального давления, направлена перпендикулярно опорной поверхности;

f — коэффициент трения скольжения.

96                                                   Лекция 13

                  

               

 

В случае движения тела по наклонной плоскости (рис. 13. 36)

             

где а — угол наклона плоскости к горизонту.

Сила трения всегда направлена в сторону, обратную напра­влению движения.

2. Сила трения меняется от нуля до некоторого максимального
значения, называемого силой трения покоя (статическое трение):

              

Ff_Q — статическая сила трения (сила трения покоя).

3. Сила трения при движении меньше силы трения покоя. Сила
трения при движении называется динамической силой трения (Ff):

               

Поскольку сила нормального давления, зависящая от веса и на­правления опорной поверхности, не меняется, то различают стати­ческий и динамический коэффициенты трения:

               

Коэффициент трения скольжения зависит от следующих фак­торов:

— от материала: материалы делятся на фрикционные (с боль­шим коэффициентом трения) и антифрикционные (с малым коэффи­циентом трения), например f = 0, 1: 0, 15 (при скольжении стали по стали всухую), f = 0, 2: 0, 3 (при скольжении стали по текстолиту);

               Тема 1. 12. Основные понятия и аксиомы динамики                    97

— от наличия смазки, например f = 0, 04: 0, 05 (при скольжении стали по стали со смазкой);

— от скорости взаимного перемещения.

Трение качения

Сопротивление при качении связано с взаимной деформацией грунта и колеса и значительно меньше трения скольжения.

Обычно считают грунт мягче колеса, тогда в основном дефор­мируется грунт, и в каждый момент колесо должно перекатываться через выступ грунта. Для равномерного качения колеса необходимо прикладывать силу F ДВ (рис. 13. 4).

                                           

Условие качения колеса состоит в том, что  движущийся момент должен быть не меньше момента сопротивле­ния:

где к — максимальное значение пле­ча (половина колеи) принимается за коэффициент трения качения, размерность — сантиметры.

Ориентировочные значения к (опре­деляются экспериментально): сталь по стали — к = 0, 005 см; рези­новая шина по шоссе — к = 0, 24 см.

Примеры решения задач

Пример 1. Свободная материальная точка, масса которой 5 кг, движется согласно уравнению S = 0, 48t² + 0, 2t. Определить величи­ну движущей силы

                                                      Решение

1. Ускорение точки: а = v' = S"; v = S' = 0, 96t + 0, 2; а = v' = 0, 96 м/с².

2. Действующая сила согласно основному закону динамики F = ma; F = 5 • 0, 96 = 4, 8 Н.

Пример 2.    К   двум   материальным  точкам   массой   m1 = 2 кг   и

4 - 8060 Олофинская

98                                                                                                                         Лекция 13                        

m2 = 5 кг приложены одинаковые силы. Сравнить величины уско­рений.

Решение

Согласно третьей аксиоме динамики ускорения обратно пропор­циональны массам:

        

Пример 3. На материальную точку действует система сил (рис. 13. 5). Определить числовое значение ускорения, полученного материальной точкой т = 7 кг. Остальные данные представлены на чертеже.

⇐ Предыдущая16171819202122232425Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: