Сила трения скольжения

Трение скольжения

• Плоская система активных сил действует на тело, касаясь поверхности другого тела, где тело находится в равновесии и является связью рассматриваемого тела. Если поверхность контактирующего объекта идеально гладкая и объект полностью твердый, то реакция связанной поверхности направлена перпендикулярно общей касательной в точке контакта, и направление реакции в этом случае не зависит от действующей на объект активной силы. Только численное значение силы реакции зависит от активного force. Дело в том, что здесь нет идеально гладких поверхностей и абсолютно твердых предметов. Все поверхности тела были огрублены до некоторой степени и все тела deformable.

В связи с этим сила реакции шероховатой поверхности при равновесии а Тела зависит от рабочей силы не только по модулю, но и по направлению рис. 58. Если реактивная сила R шероховатой поверхности разложена на составляющие, 1 N из которых направлена вдоль линии общего закона контактной поверхности, а другая 1 g находится в касательной плоскости этих поверхностей, то компонент реактивной силы F является силой трения. Скольжение, а компоненты N нормальная реакция. В теории механики Сухое трение между поверхностями корпуса, то есть трение при отсутствии смазки между bodies.

Проекция угловой скорости тела y как на движущуюся, так и на неподвижную оси также может найти Эйлеров угол как функцию времени, и положение тела относительно неподвижной системы координат может быть вычислено. Людмила Фирмаль

В случае сухого трения необходимо различать трение скольжения в покое или при равновесии тела, а также трение скольжения, когда один объект движется по поверхности другого с определенной относительной скоростью. В состоянии покоя сила трения зависит только от активного force. In направление касательной выбирается в точке соприкосновения поверхности тела, сила трения рассчитывается по формуле: Аналогично, для выбранного направления нормали нормальная сила реакции выражается в терминах данной силы В 1781 году кулоном был установлен основной закон приближения для сухого трения скольжения. Позже закон Кулона неоднократно проверялся другими исследователями.

Однако эти законы подтвердились, когда поверхности предметов не были вдавлены друг в друга, и шероховатость была не так велика. Вы можете установить закон Кулона на устройстве. Схема показана на рисунке. 59.In это устройство, изменяя массу массы груза, позволяет изменять нормальное давление P или нормальную реакцию N, равную ему между трущимися поверхностями. Вы можете изменить силу Q, изменив вес груза Q. It имеет тенденцию перемещать тело по поверхности другого тела, которое является соединительным. Очевидно, что в случае силы 6 = 0 объект находится в равновесии, а сила трения F равна нулю.

При увеличении силы 2 Если тело не скользит по поверхности и находится в равновесном состоянии равновесное состояние вызывает силу трения, F. Другая сторона активной силы Q. нормальная реактивная сила N равна нормальному давлению P. увеличение силы Q при таком же нормальном давлении P также может привести к незначительному увеличению силы Q, что нарушает равновесие тела и приводит к скользящему положению вдоль суставной поверхности. Четко достигнут Рис. 59 предельное положение для максимальной силы трения Вы можете сбалансировать силу Q и ее increase. By изменяя силу нормального давления P, можно видеть, как изменяется конечная сила трения Fm.

Вы можете. Он также исследует влияние таких факторов, как конечная сила трения на площадь контакта объекта, а также материал объекта, характер обработки поверхности, при сохранении нормального давления. Такие эксперименты позволяют проверить закон сухого трения скольжения кулона. закон Кулона 1.Сила трения скольжения расположена на общей касательной плоскости контактной поверхности объекта и направлена в противоположном направлении к возможному или фактическому направлению скольжения объекта под действием приложенной силы.

Статическая сила трения зависит от активной силы, ее модуль находится между нулем и максимальным значением, которого тело достигает в момент выхода из равновесного положения. 2.При прочих равных условиях максимальная сила трения скольжения не зависит от площади контакта поверхности трения. Из этого закона, например, чтобы сдвинуть кирпич, необходимо приложить ту же силу, независимо от ширины грани, которая размещена на поверхности. 3.Максимальная сила трения скольжения пропорциональна нормальному давлению нормальная реакция. Lpah = М0 Здесь безразмерный коэффициент называется коэффициентом скольжения friction. It не зависит от обычного давления. 

Коэффициент трения скольжения зависит от физического состояния материала и поверхности трения, а именно от величины и характера шероховатости, влажности, температуры. И другие условия. Коэффициент трения скольжения устанавливается экспериментально, в зависимости от различных conditions. So, коэффициент трения бетонных кирпичей равен 0,76.Для стали на стали 0,15 дуба дуба поперек волокон 0,54 дуба дуба вдоль волокон 0,62 Эксперименты показывают, что при скольжении одного объекта по поверхности другого с определенной относительной скоростью возникает сила трения скольжения, равная максимальной.

Только в этом случае коэффициент трения скольжения изменяется незначительно в зависимости от скольжения speed. In в большинстве материалов она уменьшается с увеличением скорости скольжения, но в некоторых материалах, наоборот, увеличивается трение кожи о металл. В приближенных технических расчетах обычно считается, что коэффициент трения скольжения не зависит от относительной скорости скольжения. В отличие от сухого трения, когда между поверхностями имеется смазочный слой, трение определяется распределением относительной скорости скольжения этого слоя. layer. In в этом случае прицел возникает не между поверхностью объекта, а между слоями смазки.

В механике жидкости рассматривается теория трения слоев смазочной жидкости. Угол и конус трения Многие проблемы с равновесием объектов на шероховатой поверхности, то есть наличием сил трения, решаются геометрически и удобно. Для этого введем понятие угла и конусов трения. Твердое тело под действием активной силы помещается на шероховатую поверхность в ограниченном состоянии равновесия, то есть там, где сила трения достигает своего максимального значения при заданном значении нормального противодействия рис.60. в этом случае полная реакция шероховатой поверхности L отклоняется от нормали общей касательной плоскости натираемой поверхности на максимальный угол.

• Этот максимальный угол между полной реакцией, основанной на максимальной силе трения данной нормальной реакции и нормальным направлением реакции p, называется углом трения. Угол трения p зависит от коэффициента трения. тг р = Макс переменного тока Но Третий закон Кулона, Fma,= lg Результат. То есть тангенс угла трения равен коэффициенту трения. Диаграмма 60 Конус трения это конус, который описывается полной реакцией, построенной на основе максимальной силы трения нормального направления реакции.

Это может быть достигнуто путем изменения активной силы так, что объект на шероховатой поверхности находится в критическом положении равновесия и пытается выйти из равновесия во всех возможных направлениях на общей касательной плоскости контактной поверхности. Если коэффициент трения во всех направлениях одинаков, то конус трения является круговым. Если они не совпадают, например, конусы трения не являются круговыми, если характеристики контактных поверхностей различны из за специфического направления волокон или если плоскость обрабатывается в зависимости от направления обработки поверхности объекта.

Это положение установлено для случая двух вращений, поэтому для его установления в общем случае, если оно верно для N-1 вращений, оно не верно для n вращений. Людмила Фирмаль

Баланс тела на шероховатой поверхности Когда сила, действующая на твердое тело в равновесии с шероховатой поверхностью, уравновешивается, на шероховатой поверхности возникает еще более неизвестная реактивная сила, или сила трения surface. In в случае окончательного равновесия сила трения достигает своего максимального значения и выражается обычной реакцией по Формуле 1. в случае общего равновесия сила трения находится между нулем и ее максимальным значением. Таким образом, соответствующие условия равновесия, включая силу трения после замены силы трения на максимальную величину, становятся неравенствами. Затем мы находим неизвестное, решая уравнения и неравенства совместно.

Для всех неизвестных или их части они получают решение в виде неравенства. Некоторые задачи равновесия удобно решать, используя конус трения геометрически, с учетом силы трения. Используя конусы трения, можно сформулировать условия равновесия для объекта на шероховатой поверхности. Если действующая на объект эффективная сила сводится к равнодействующей силе RM, то при уравновешивании объекта на шероховатой поверхности равнодействующая сила эффективной силы R п, согласно аксиоме равновесия 2 сил, приложенных к твердому телу, равновесие принимается полной реакцией R шероховатой поверхности рис. 61.

Очевидно, что при изменении равнодействующей силы объект находится в равновесии до тех пор, пока составляющая равнодействующей силы в общей контактной плоскости контактной плоскости больше не превысит максимума силы трения Fmax. Рисунок 61: 62 Предельное положение равновесия тела это когда сила Q равна силе Fmax. In в этом случае результат эффективной силы L o получается из шины фрикционного конуса.

Это происходит потому, что результирующая составляющая эффективной силы в нормальном направлении P уравновешивается нормальной реакцией N, если только эффективная сила не отделяет объект от шероховатой поверхности. Таким образом, условие равновесия объекта на шероховатой поверхности можно сформулировать следующим образом: для равновесия объекта на шероховатой поверхности необходимо и достаточно, чтобы линия эффективной силы, действующей в результате воздействия на объект, проходила через вершину либо внутри фрикционного конуса, либо вдоль его втулок рис.62. Если линия действия проходит через конус трения, активная сила по модулю не приведет к нарушению равновесия тела.

Если результирующая линия эффективной силы не проходит внутри фрикционного конуса или вдоль его шины, то объект на шероховатой поверхности не будет находиться в равновесии рис. 63. Пример 1.An объект, сила тяжести которого равна P = 100H, уравновешивается силой T на шероховатой наклонной поверхности с углом наклона. Диаграмма 64 Диаграмма 63 Наклон a = 45 рис. 64.Коэффициент трения скольжения между объектом и плоскостью f = 0,6.Сила Т действует на объект под углом р = 15 относительно линии максимального наклона. Определите величину силы T при равновесии объекта на неровной наклонной плоскости. Решение. Сила I, P, T и сила трения F приложены к телу.

Предельное равновесие тела имеет 2 случая, поэтому в зависимости от направления скольжения вверх и вниз существует 2 предельных значения силы т в 2 направлениях силы трения вдоль наклонной плоскости, и целесообразно ввести FKF, fc = + L. Для обоих предельных случаев условие равновесия строится в виде суммы проекций сил на координатные оси. У нас есть 7cosP F Psina = 0 Tsinp + jV Pcosa = 0. Согласно закону кулона Отсюда Три Ф = ф Если мы получим эти уравнения относительно t, Т = п синоу + с Коза б + Ят НИИЯФ МГУ.

Следовательно, сила т в равновесном состоянии тела должна удовлетворять условию 35 7 102 Н. Пример 2.Равномерный, тяжелый стержень АВ длиной опирается на гладкую вертикальную стенку ребра A, а другой B поддерживается с помощью грубой вертикальной стене рис. 65.Расстояние между стенами. Определите коэффициент трения стенки f, способной уравновешивать стержень. Решение. Рассмотрим случай, когда точка A находится выше точки B. сила тяжести P, добавленная к середине стержня, нормальная реакция гладкой стенки и реакция грубой стенки q разлагается на нормальную реакцию NB и силу трения FB, которая действует на стержень.

Составлено условие равновесия плоской силовой системы. F F,, = 0 NA Nt = 0 Ф = 0 ФБ Р = 0 Mb P, = 0 P NAlsma = 0. К этим условиям Диаграмма 65 Нам нужно добавить неравенство. ФБ ФНБ. Из уравнения равновесия мы видим N4 = Nb = N , Fb = P, N = NB = Ph 2 sina. Итак, для силы трения FB существуют следующие уравнения и неравенства: ПВ = п. г За исключением ила 1, который является силой трения FB, после уменьшения P получается 1 UA 2×2 A2.

Смотрите также:

Задачи по теоретической механике

Реакция заделки	Законы Кулона
Решение задач на равновесие плоской системы сил, приложенных к твердому телу и системе тел	Угол и конус трения

Если вам потребуется помощь по теоретической механике вы всегда можете написать мне в whatsapp.