Тертя-це явище, що виникає при русі тіл один щодо одного і обумовлене взаємодією молекул одного тіла з молекулами іншого тіла. Тертя виникає внаслідок нерівностей поверхонь, на яких відбувається рух. Воно перешкоджає вільному ковзанню і впливає на ефективність роботи механізмів.
Залежно від умов виникнення, виділяють два основних види сил тертя: сухе (ковзання) і рідке (в'язке). Сухе тертя виникає при русі твердих тіл по сухих поверхнях. Воно обумовлено силою взаємодії між молекулами поверхонь і прикладеною силою. Це тертя зазвичай супроводжується звуком і зносом поверхонь.
Рідке тертя виникає при русі тіл в рідині. Воно обумовлено взаємодією між шарами рідини. Рідке тертя відіграє важливу роль при русі тіл у воді або інших рідинах. Воно заподіює опір руху, яке залежить від в'язкості середовища і форми рухомого тіла.
Сили тертя і їх види
Залежно від умов виникнення і властивостей поверхонь, на яких діють ці сили, виділяють кілька видів тертя:
1. Сухе тертя. Сухе тертя виникає при русі тіл один об одного при зіткненні сухих поверхонь. Основними факторами, що впливають на величину сухого тертя, є нормальна сила і коефіцієнт тертя між поверхнями.
2. Ковзання. Ковзання-це вид тертя, що виникає при русі тіла по поверхні з тертям. Воно пов'язане з подоланням сили тертя і виникає при наявності руху щодо поверхні.
3. Кочення. Кочення-це особливий вид тертя, при якому тіло рухається по поверхні, поєднуючи обертальний і поступальний рухи. Кочення виникає, коли тіло котиться без ковзання.
Важливо відзначити, що сили тертя можуть бути як корисними, так і шкідливими. Вони можуть допомагати транспортним засобам рухатися, але також можуть зношувати матеріали та обмежувати ефективність руху.
Сухе тертя
Умови виникнення сухого тертя залежать від поверхонь тіл, сили нормального тиску та інших факторів. Сухе тертя може бути викликане нерівностями поверхонь, присутністю бруду або пилу, а також тиском, який діє на контактують поверхні.
Основні характеристики сухого тертя включають коефіцієнт тертя, який визначає силу тертя між тілами, а також механічні властивості контактуючих поверхонь. Коефіцієнт тертя може бути статичним або динамічним, залежно від того, перебувають тіла в стані спокою чи руху.
Сухе тертя може призводити до зносу і пошкоджень поверхонь тіл, що може значно знизити їх ефективність і термін служби. Тому нерідко застосовуються мастильні матеріали або спеціальні покриття, щоб зменшити сухе тертя.
| Переваги сухого тертя | Недоліки сухого тертя |
|---|---|
| Простота і доступність | Високий знос поверхонь |
| Можливість точного контролю сили тертя | Підвищений коефіцієнт тертя |
| Менш залежно від умов навколишнього середовища | Можливість сухого тертя утруднена в деяких умовах (наприклад, при високій вологості) |
Загальна концепція сухого тертя має важливе практичне значення, оскільки вона застосовується в різних галузях, таких як машинобудування, автомобільна промисловість, аерокосмічна промисловість та інші галузі.
Ковзання і кочення
Всі об'єкти, які рухаються по поверхні інших об'єктів, відчувають сили тертя. Воно виникає через взаємодію між поверхнями рухомих тіл і поверхнею, по якій вони рухаються.
Існує два основних типи сил тертя: ковзання і кочення.
Ковзання-це сила тертя, яка виникає, коли рухоме тіло ковзає по поверхні іншого тіла. Наприклад, коли ви штовхаєте ящик по підлозі або коли машина заносить при різкому гальмуванні.
Кочення-це сила тертя, яка виникає, коли об'єкт котиться по поверхні іншого об'єкта. Наприклад, коли колесо обертається і пересуває автомобіль по дорозі.
Сили тертя, що виникають при ковзанні і коченні, зазвичай менше сил тертя при спокої. Це пов'язано з тим, що при русі тіла по поверхні зменшується контактна площа і сила тертя стає менше, ніж при спокої.
Знання про сили тертя при ковзанні та коченні дозволяє вченим та інженерам розробляти більш ефективні системи пересування та вдосконалювати технології, пов'язані з рухом об'єктів по поверхні.
| Тип сили тертя | Умови виникнення |
| Ковзання | Рухоме тіло ковзає по поверхні іншого тіла |
| Кочення | Об'єкт котиться по поверхні іншого об'єкта |
В'язке тертя
Основними умовами виникнення в'язкого тертя є наявність газової або рідкого середовища, властивої в'язкістю. Для виникнення в'язкого тертя також необхідна наявність відносного руху між тілами.
Сила в'язкого тертя підпорядковується закону Стокса, який встановлює пропорційність цієї сили швидкості і розмірами тіла. Чим більше швидкість і розміри тіла, тим більше в'язке тертя.
В'язке тертя може істотно впливати на рух тіл і може бути корисним, наприклад, у випадку використання масел і мастил для зменшення тертя між рухомими частинами машин і механізмів. Однак у деяких випадках в'язке тертя може значно ускладнити рух тіл і вимагати додаткових зусиль для подолання.
Вивчення в'язкого тертя має важливе значення в таких галузях, як фізика, хімія, Динаміка рідини та Механіка. Розуміння його законів і особливостей дозволяє більш точно передбачати і управляти переміщенням тіл в різних середовищах і умовах.
Внутрішнє тертя
Внутрішнє тертя являє собою силу тертя, що діє всередині тіла або між його частинами. Воно виникає через безперервної взаємодії молекул і частинок всередині тіла.
Внутрішнє тертя може проявлятися в різних ситуаціях. Наприклад, при деформації твердого тіла внутрішні частинки починають переміщатися і взаємодіяти один з одним, що створює силу тертя. Також внутрішнє тертя може виникнути в рідинах і газах через взаємодію і руху частинок між собою.
Внутрішнє тертя може призводити до перетворення механічної енергії у внутрішню енергію тіла. Це може відбуватися в результаті нагрівання тіла або його частин. Внутрішнє тертя також може перешкоджати руху або деформації тіла, що визначає його механічні властивості та поведінку.
Внутрішнє тертя є невід'ємною складовою фізичних процесів і відіграє важливу роль у різних сферах, таких як механіка, теплопровідність, Електрика та інші. Це явище необхідно враховувати при вирішенні різних інженерних завдань і завдань наукового дослідження.
Повзучість
Основним проявом повзучості є поширення пластичної деформації матеріалу з часом. Через повзучості можуть виникати небажані ефекти, такі як деформація конструкцій, зниження міцності і довговічності матеріалів, прискорення зносу.
Причиною повзучості можуть служити різні фактори, включаючи температуру, вологість, напруга, час, а також склад і структура матеріалу. Повзучість часто спостерігається в металах, полімерах та композитних матеріалах.
Для мінімізації ефектів повзучості необхідно враховувати це явище при проектуванні і виборі матеріалів, використовувати спеціальні методи обробки і технології. Також важливо проводити регулярні випробування і контроль за станом конструкцій для виявлення можливих ознак повзучості і прийняття відповідних заходів щодо запобігання подальшого розвитку цього явища.
Умови виникнення тертя
Тертя виникає в тому випадку, якщо між поверхнями тіл існує зіткнення їх мікронерівностей. Це відбувається завдяки молекулярним силам тяжіння, які діють між атомами і молекулами поверхонь тіл.використання різних методів дозволяє знизити або збільшити тертя, впливаючи на дані сили.
Підвищення сили тертя може бути досягнуто наступними умовами:
- Збільшення ваги тіла, що діє на поверхню.
- Збільшення коефіцієнта тертя між поверхнями.
- Збільшення площі зіткнення поверхонь.
- Збільшення шорсткості поверхонь.
Зниження сили тертя може бути досягнуто наступними умовами:
- Зменшення ваги тіла, що діє на поверхню.
- Мастило поверхонь для зменшення коефіцієнта тертя.
- Зменшення площі зіткнення поверхонь.
- Збільшення гладкості поверхонь.