Forcat e fërkimit statik dhe rrëshqitës. Ligjet e fërkimit Çfarë është fërkimi rrëshqitës në fizikë

Në llogaritjet inxhinierike, ato zakonisht rrjedhin nga një numër parimesh të përgjithshme të vendosura eksperimentalisht, të cilat pasqyrojnë tiparet kryesore të fenomenit të fërkimit me saktësi të mjaftueshme për praktikë. Këto ligje, të quajtura ligjet e fërkimit rrëshqitës në qetësi (ligjet e Kulombit), mund të formulohen si më poshtë:

1. Kur përpiqeni të lëvizni një trup përgjatë sipërfaqes së një tjetri në rrafshin e kontaktit të trupave, lind një forcë fërkimi (ose forca ngjitëse), madhësia e së cilës mund të marrë çdo vlerë nga zero në një vlerë të quajtur forca përfundimtare e fërkimit. .

Forca e fërkimit rrëshqitës (ose thjesht nga fërkimi)është përbërësi i forcës së reaksionit të bashkimit që shtrihet në rrafshin tangjent me sipërfaqet e trupave kontaktues.

Forca e fërkimit drejtohet në drejtim të kundërt me atë në të cilin forcat vepruese priren të lëvizin trupin.

Në mekanikën teorike, supozohet se nuk ka lubrifikant midis sipërfaqeve të trupave kontaktues.

Fërkimi i thatë quhet fërkim kur nuk ka lubrifikant midis sipërfaqeve të trupave kontaktues.

Do të shqyrtojmë dy raste: fërkimin kur një trup është në qetësi ose në ekuilibër, dhe fërkimin rrëshqitës kur një trup lëviz përgjatë sipërfaqes së një trupi tjetër me një shpejtësi të caktuar relative.

Në pushim, forca e fërkimit varet vetëm nga forcat aktive. Me drejtimin e zgjedhur të tangjentes në pikën e kontaktit të sipërfaqeve të trupave, forca e fërkimit llogaritet me formulën:

Në mënyrë të ngjashme, me drejtimin e zgjedhur të normales, reagimi normal shprehet në termat e forcave të dhëna:

Kur një trup lëviz në sipërfaqen e një tjetri, forca e fërkimit është një vlerë konstante.

2. Madhësia e forcës përfundimtare të fërkimit është e barabartë me produktin e koeficientit statik të fërkimit dhe presionit normal ose reaksionit normal:

Koeficienti statik i fërkimit është një numër abstrakt; përcaktohet në mënyrë eksperimentale dhe varet nga materiali i trupave kontaktues dhe gjendja e sipërfaqeve (natyra e përpunimit, temperatura, lagështia, lubrifikimi etj.). Besohet se koeficienti i fërkimit nuk varet nga shpejtësia e lëvizjes.

3. Forca maksimale e fërkimit të rrëshqitjes, të gjitha gjërat e tjera janë të barabarta, nuk varet nga zona e kontaktit të sipërfaqeve të fërkimit. Nga ky ligj rezulton se për të lëvizur, për shembull, një tullë, është e nevojshme të zbatohet e njëjta forcë, pavarësisht se në cilën fytyrë është vendosur në sipërfaqe, e gjerë apo e ngushtë.

Duke kombinuar ligjin e parë dhe të dytë së bashku, marrim se në ekuilibër forca statike e fërkimit (forca ngjitëse)

Ekuilibri në prani të fërkimit rrëshqitës (ligjet Amonton - Kulomb)

Kur përpiqeni të lëvizni një trup të shtrirë në një sipërfaqe të ashpër, lind një forcë reagimi, e cila ka dy përbërës - normal dhe forca e fërkimit rrëshqitës(Fig. 4.34). Si rezultat i studimeve eksperimentale, u krijua Ligjet Amonton - Kulomb:

1. Forca e fërkimit të rrëshqitjes kur trupi është në ekuilibër varion nga zero në një vlerë maksimale të caktuar.

2. Vlera maksimale e forcës së fërkimit të rrëshqitjes nuk varet nga zona e kontaktit, por përcaktohet nga madhësia e reaksionit normal, materiali dhe gjendja e sipërfaqeve kontaktuese,

ku − koeficienti i fërkimit të rrëshqitjes. Koni i fërkimitështë sipërfaqja e formuar nga linja e veprimit të reaksionit maksimal kur përpiqet të lëvizë trupin në drejtime të ndryshme (Fig. 4.35):

Konsideroni një trup (Fig. 4.36) që shtrihet në një sipërfaqe të ashpër, duke lënë pas dore peshën e tij. Në një pikë të caktuar kontakti të trupit me sipërfaqen me një koeficient të njohur fërkimi, do të ndërtojmë një kon fërkimi dhe do të zbatojmë një forcë me madhësi arbitrare që kalon brenda konit të fërkimit. Që atëherë dhe . Nga apo nga. Kjo do të thotë që trupi është në ekuilibër dhe asnjë forcë që shtrihet brenda konit të fërkimit nuk mund ta lëvizë trupin përgjatë sipërfaqes.

1. Forca e fërkimit të rrëshqitjes drejtohet e kundërta me lëvizjen e mundshme të trupit.

2. Forca e fërkimit nuk varet nga zona e sipërfaqeve në kontakt.

3. Forca maksimale e fërkimit është proporcionale me normalen
presioni. Presioni normal kuptohet si presioni total në të gjithë zonën e kontaktit të sipërfaqeve të fërkimit:

4.Koeficienti i fërkimit të rrëshqitjes varet nga materiali dhe
gjendja fizike e sipërfaqeve të fërkimit.

Shumë probleme që përfshijnë ekuilibrin e një trupi në një sipërfaqe të ashpër në prani të një force fërkimi mund të zgjidhen në mënyrë të përshtatshme gjeometrikisht. Për këtë qëllim përdorin koncepti i këndit dhe konit të fërkimit.

Le të jetë një trup i fortë, nën veprimin e forcave aktive, në një sipërfaqe të ashpër në një gjendje ekuilibri kufizues, d.m.th. një gjendje e tillë kur forca e fërkimit arrin vlerën e saj më të madhe në një vlerë të caktuar të reaksionit normal (Fig. 8.4). Në këtë rast, reagimi total i sipërfaqes së përafërt devijohet nga rrafshi normal në tangjentin e përbashkët të sipërfaqeve të fërkimit me këndin më të madh.

Këndi φ ndërmjet reaksionit total të trupit të ashpër dhe drejtimit të reaksionit normal quhet kënd i fërkimit. Këndi i fërkimit φ varet nga koeficienti i fërkimit, d.m.th.

Por, sipas ligjit të C. Kulombit,

F=ƒN, pra, tanφ=ƒ, d.m.th. tangjentja e këndit të fërkimit është e barabartë me koeficientin e fërkimit të rrëshqitjes.

Një kon fërkimi është një kon i përshkruar nga një reagim i plotë rreth drejtimit të reaksionit normal. Mund të merret duke ndryshuar forcat aktive në mënyrë që trupi në një sipërfaqe të ashpër të jetë në pozicionet e ekuilibrit kufizues, duke u përpjekur të dalë nga ekuilibri në të gjitha drejtimet e mundshme që shtrihen në rrafshin e përbashkët tangjent të sipërfaqeve kontaktuese. Nëse koeficienti i fërkimit është i njëjtë në të gjitha drejtimet, atëherë koni i fërkimit është rrethor.

Nëse nuk është i njëjtë, atëherë koni i fërkimit nuk është rrethor, për shembull në rastin kur vetitë e sipërfaqeve kontaktuese janë të ndryshme (për shkak të një drejtimi të caktuar të fibrave ose në varësi të drejtimit të përpunimit të sipërfaqes së trupat, nëse përpunimi ndodh në një makinë rrafshimi etj.).

Që një trup të jetë i balancuar në një sipërfaqe të ashpër, është e nevojshme dhe e mjaftueshme që linja e veprimit të forcave aktive rezultante që veprojnë në trup të kalojë brenda konit të fërkimit ose, në gjendjen kufi, përgjatë gjeneratës së tij përmes majës së tij (Fig. 8.5).

Një trup nuk mund të shqetësohet nga asnjë forcë aktive e modulit nëse linja e veprimit të tij kalon brenda konit të fërkimit, d.m.th. α<φ.

Nëse vija e veprimit e forcave aktive rezultante nuk kalon brenda konit të fërkimit ose përgjatë gjeneratorit të tij, d.m.th. α> φ (Fig. 8.5), atëherë trupi në një sipërfaqe të ashpër nuk mund të jetë në ekuilibër, Q> F.

Problemi 1. Përcaktoni modulin e forcës me të cilën blloku do të fillojë të lëvizë (Fig. 6.7, A). Blloko peshën P = 2 kN, lartësia h = 0,8m, gjerësia b= 0,6 m. Forca e aplikuar në një pikë NË, formon një kënd prej 30° me horizontalen. Koeficienti i fërkimit ndërmjet bllokut dhe dyshemesë horizontale f= 0,2.

Zgjidhje. Lëvizja e bllokut mund të fillojë në dy raste: a) nëse blloku fillon të rrëshqasë përgjatë rrafshit në të djathtë (Fig. 6.7, b) dhe b) nëse blloku fillon të kthehet rreth skajit (Fig. 6.7, V).

Le të shqyrtojmë rastin e parë. Në këtë rast, pika e aplikimit të reagimit të dyshemesë është e panjohur. Le të krijojmë ekuacione ekuilibri - të barazojmë shumat e projeksioneve të të gjitha forcave në boshtet koordinative (Fig. 6.7, b) zero

Përveç kësaj, ne marrim parasysh varësinë e forcës së fërkimit nga presioni normal

Le të përcaktojmë forcën nga ky sistem ekuacionesh. Duke përjashtuar forcat dhe , ne gjejme

Nëse madhësia e forcës bëhet më e madhe se kjo vlerë, blloku do të fillojë të rrëshqasë në të djathtë.

Le të shqyrtojmë rastin e dytë. Në rast të përmbysjes së mundshme të bllokut rreth brinjës A Reaksioni normal dhe forca e fërkimit do të zbatohen në pikë A(Fig. 6.7, V).

Le të përpilojmë tre ekuacione të ekuilibrit dhe ekuacionin e katërt - varësia e forcës së fërkimit nga presioni normal:

Për të gjetur madhësinë e forcës, mjafton të gjesh vlerën e saj nga (6.3):

Nëse moduli i forcës bëhet më i madh se kjo vlerë, blloku do të fillojë të kthehet pranë skajit A.

Ekuacionet (6.1), (6.2), (6.4) mund të përdoren për të përcaktuar reaksionin normal dhe forcën e fërkimit.

Duke krahasuar vlerat e modulit të forcës në rastin e parë dhe të dytë, arrijmë në përfundimin se meqenëse madhësia e forcës gjatë rrëshqitjes është më e vogël se madhësia e saj gjatë përmbysjes, atëherë kur moduli i forcës rritet nga zero në maksimum, blloku së pari do të fillojnë të rrëshqasin dhe jo të përmbysen.

2 fërkim rrotullues

Fërkimi i rrotullimit ndodh si rezultat i deformimit të trupit rrotullues dhe sipërfaqes mbajtëse, të cilat në realitet nuk janë absolutisht të ngurta. Prandaj, kontakti midis trupit dhe sipërfaqes ndodh në një zonë të caktuar (Fig. 6.8, A). Reaksioni normal zhvendoset në lidhje me qendrën e rulit me një sasi të caktuar në drejtim të lëvizjes, e cila, kur trupi largohet nga ekuilibri, arrin një maksimum dhe quhet koeficienti i fërkimit të rrotullimit f k (Fig. 6.8, b).

Koeficienti i fërkimit të rrotullimit ka dimensionin e gjatësisë, në kontrast me koeficientin e fërkimit të rrëshqitjes pa dimension. Në mënyrë tipike, një reagim normal kryhet përmes qendrës së sheshit të patinazhit, duke shtuar disa forca me një moment në trup (Fig. 6.9, V), i cili quhet momenti i fërkimit të rrotullimit:

Për një rul në qetësi, ne do të përpilojmë tre ekuacione ekuilibri (Fig. 6.8, V):

Nga shprehja e fundit fitojmë kushtin që rrota të rrotullohet pa rrëshqitur.

Zakonisht ky kusht plotësohet. Prandaj, për të filluar rrotullimin e rulit, kërkohet më pak forcë sesa të filloni ta rrëshqitni atë.

Ka shumë dukuri fizike në botën rreth nesh: bubullima dhe vetëtima, shi dhe breshër, rrymë elektrike, fërkime... Raporti ynë i sotëm i kushtohet fërkimit. Pse ndodh fërkimi, çfarë ndikon ai, nga çfarë varet forca e fërkimit? Dhe së fundi, fërkimi është mik apo armik?

Çfarë është forca e fërkimit?

Duke vrapuar pak lart, mund të ecni përgjatë shtegut të akullt. Por provoni ta bëni atë në asfalt të rregullt. Megjithatë, nuk ia vlen të provohet. Asgjë nuk do të funksionojë. Fajtori i dështimit tuaj do të jetë një forcë shumë e madhe fërkimi. Për të njëjtën arsye, është e vështirë të lëvizësh një tavolinë masive ose, të themi, një piano.

Në pikën e kontaktit të dy trupave, ndërveprimi ndodh gjithmonë, që pengon lëvizjen e një trupi në sipërfaqen e një tjetri. Quhet fërkim. Dhe madhësia e këtij ndërveprimi është forca e fërkimit.

Llojet e forcave të fërkimit

Le të imagjinojmë se ju duhet të lëvizni një kabinet të rëndë. Është e qartë se forca juaj nuk është e mjaftueshme. Le të rrisim forcën "prerëse". Në të njëjtën kohë, forca e fërkimit rritet paqen. Dhe drejtohet në drejtim të kundërt me lëvizjen e kabinetit. Më në fund, forca "qethëse" "fiton" dhe kabineti largohet. Tani forca e fërkimit vjen në vetvete rrëshqitje. Por është më pak se forca statike e fërkimit dhe lëvizja e kabinetit më tej është shumë më e lehtë.

Ju, sigurisht, ju është dashur të shikoni se si 2-3 persona përmbysin një makinë të rëndë me një motor të bllokuar papritur. Njerëzit që shtyjnë makinën nuk janë të fortë, forca e fërkimit është vetëm duke vepruar në rrotat e makinës rrotullues. Ky lloj fërkimi ndodh kur një trup rrotullohet mbi sipërfaqen e një tjetri. Mund të rrotullohen një top, një laps i rrumbullakët ose me faqe, rrotat e një treni etj.. Ky lloj fërkimi është shumë më i vogël se forca e fërkimit rrëshqitës. Prandaj, lëvizja e mobiljeve të rënda është shumë e lehtë nëse është e pajisur me rrota.

Por, në këtë rast, forca e fërkimit drejtohet kundër lëvizjes së trupit, prandaj zvogëlon shpejtësinë e trupit. Nëse nuk do të ishte për "natyrën e dëmshme" të tij, pasi të kishit përshpejtuar me biçikletë ose patina, mund të shijoni udhëtimin pafundësisht. Për të njëjtën arsye, një makinë me motorin e fikur do të lëvizë me inerci për ca kohë dhe më pas do të ndalojë.

Pra, mbani mend, ekzistojnë 3 lloje të forcave të fërkimit:

• fërkim rrëshqitës;
• fërkim rrotullues;
• fërkimi statik.

Shpejtësia me të cilën ndryshon shpejtësia quhet nxitim. Por, duke qenë se forca e fërkimit ngadalëson lëvizjen, ky nxitim do të ketë një shenjë minus. Do të ishte e drejtë të thuhej Nën ndikimin e fërkimit, një trup lëviz me ngadalësim.

Cila është natyra e fërkimit

Nëse shikoni sipërfaqen e lëmuar të një tavoline të lëmuar ose akulli përmes një xhami zmadhues, do të shihni vrazhdësi të vogla tek të cilat ngjitet një trup që rrëshqet ose rrotullohet përgjatë sipërfaqes së tij. Në fund të fundit, një trup që lëviz përgjatë këtyre sipërfaqeve ka gjithashtu zgjatime të ngjashme.

Në pikat e kontaktit, molekulat afrohen aq shumë sa fillojnë të tërheqin njëra-tjetrën. Por trupi vazhdon të lëvizë, atomet largohen nga njëri-tjetri, lidhjet midis tyre prishen. Kjo bën që atomet e çliruara nga tërheqja të dridhen. Përafërsisht mënyra se si një susta e çliruar nga tensioni lëkundet. Ne i perceptojmë këto dridhje të molekulave si ngrohje. Kjo është arsyeja pse fërkimi shoqërohet gjithmonë me një rritje të temperaturës së sipërfaqeve kontaktuese.

Kjo do të thotë se ka dy arsye që e shkaktojnë këtë fenomen:

• parregullsi në sipërfaqen e trupave kontaktues;
• forcat e tërheqjes ndërmolekulare.

Nga çfarë varet forca e fërkimit?

Ju ndoshta keni vënë re frenimin e papritur të një sajë kur ajo rrëshqet në një zonë me rërë. Dhe një vëzhgim më interesant: kur ka një person në sajë, ata do të shkojnë në një drejtim poshtë kodrës. Dhe nëse dy miq rrëshqasin së bashku, sajë do të ndalet më shpejt. Prandaj, forca e fërkimit është:

• varet nga materiali i sipërfaqeve kontaktuese;
• përveç kësaj, fërkimi rritet me rritjen e peshës trupore;
• vepron në drejtim të kundërt me lëvizjen.

Shkenca e mrekullueshme e fizikës është gjithashtu e mirë sepse shumë varësi mund të shprehen jo vetëm me fjalë, por edhe në formën e shenjave (formulave) të veçanta. Për forcën e fërkimit duket kështu:

Ftr = kN Ku:

Ftr - forca e fërkimit.

k - koeficienti i fërkimit, i cili pasqyron varësinë e forcës së fërkimit nga materiali dhe pastërtinë e përpunimit të tij. Le të themi, nëse metali rrotullohet në metal k=0,18, nëse bëni patina në akull k=0,02 (koeficienti i fërkimit është gjithmonë më i vogël se një);

N është forca që vepron në mbështetëse. Nëse trupi është në një sipërfaqe horizontale, kjo forcë është e barabartë me peshën e trupit. Për një aeroplan të pjerrët është më pak peshë dhe varet nga këndi i prirjes. Sa më e pjerrët të jetë rrëshqitja, aq më e lehtë është të rrëshqisni poshtë dhe aq më gjatë mund të hipni.

Dhe, duke llogaritur forcën statike të fërkimit të kabinetit duke përdorur këtë formulë, do të zbulojmë se çfarë force duhet të aplikohet për ta lëvizur atë nga vendi i tij.

Puna e forcës së fërkimit

Nëse mbi një trup vepron një forcë, nën ndikimin e së cilës trupi lëviz, atëherë puna kryhet gjithmonë. Puna e forcës së fërkimit ka karakteristikat e veta: në fund të fundit, ajo nuk shkakton lëvizje, por e pengon atë. Prandaj, puna që bën është do të jetë gjithmonë negativ, d.m.th. me një shenjë minus, pa marrë parasysh se në cilin drejtim lëviz trupi.

Fërkimi është mik apo armik

Forcat e fërkimit na shoqërojnë kudo, duke sjellë dëme të prekshme dhe... përfitime të mëdha. Le të imagjinojmë se fërkimi është zhdukur. Një vëzhgues i habitur do të shihte se si malet shemben, pemët shkulen vetë nga toka, erërat e stuhisë dhe valët e detit mbizotërojnë pafundësisht tokën. Të gjithë trupat po rrëshqasin diku poshtë, transporti po ndahet në pjesë të veçanta, pasi bulonat nuk e përmbushin rolin e tyre pa fërkim, një përbindësh i padukshëm do të kishte zgjidhur të gjitha lidhësit dhe nyjet, mobiljet, të cilat nuk mbahen nga forcat e fërkimit. rrëshqiti në cepin më të ulët të dhomës.

Le të përpiqemi të shpëtojmë, të shpëtojmë nga ky kaos, por pa fërkime Nuk do të mund të bëjmë asnjë hap të vetëm. Në fund të fundit, është fërkimi ai që na ndihmon të largohemi nga toka kur ecim. Tani është e qartë pse rrugët e rrëshqitshme janë të mbuluara me rërë në dimër...

Dhe në të njëjtën kohë, ndonjëherë fërkimi shkakton dëm të konsiderueshëm. Njerëzit kanë mësuar të zvogëlojnë dhe rrisin fërkimin, duke nxjerrë përfitime të mëdha prej tij. Për shembull, rrotat u shpikën për të tërhequr ngarkesa të rënda, duke zëvendësuar fërkimin e rrëshqitjes me rrotullimin, i cili është dukshëm më i vogël se fërkimi i rrëshqitjes.

Sepse një trup rrotullues nuk duhet të kapë shumë parregullsi të vogla sipërfaqësore, si kur trupat rrëshqasin. Pastaj rrotat u pajisën me goma me një model të thellë (shkelje).

E keni vënë re që të gjitha gomat janë gome dhe të zeza?

Rezulton se goma i mban mirë rrotat në rrugë, dhe qymyri i shtuar në gomë i jep asaj një ngjyrë të zezë dhe ngurtësinë dhe forcën e nevojshme. Përveç kësaj, në rast aksidentesh në rrugë, ju lejon të matni distancën e frenimit. Në fund të fundit, gjatë frenimit, gomat lënë një shenjë të zezë të qartë.

Nëse është e nevojshme, zvogëloni fërkimin, përdorni vajra lubrifikues dhe lubrifikant grafit të thatë. Një shpikje e jashtëzakonshme ishte krijimi i llojeve të ndryshme të kushinetave të topit. Ato përdoren në një gamë të gjerë mekanizmash, nga biçikletat deri te avionët më të fundit.

A ka fërkim në lëngje?

Kur një trup është i palëvizshëm në ujë, fërkimi me ujin nuk ndodh. Por, sapo fillon të lëvizë, lind fërkimi, d.m.th. Uji i reziston lëvizjes së çdo trupi në të.

Kjo do të thotë se bregu, duke krijuar fërkime, "ngadalëson" ujin. Dhe, meqenëse fërkimi i ujit në breg e zvogëlon shpejtësinë e tij, nuk duhet të notosh në mes të lumit, sepse rryma atje është shumë më e fortë. Peshqit dhe kafshët e detit janë formuar në atë mënyrë që fërkimi i trupit të tyre ndaj ujit të jetë minimal.

Projektuesit u japin të njëjtin riorganizim nëndetëseve.

Njohja jonë me fenomene të tjera natyrore do të vazhdojë. Shihemi sërish miq!

Nëse ky mesazh do të ishte i dobishëm për ju, do të isha i lumtur t'ju shihja

Ekzistojnë dy lloje kryesore, thelbësisht të ndryshme të fërkimit: fërkimi rrëshqitës(fërkimi i llojit të parë) dhe fërkimi rrotullues(fërkimi i llojit të dytë).

Fërkimi i rrëshqitjes është karakteristik për çiftet kinematike më të ulëta, megjithëse ndodh edhe në çiftet më të larta. Është një proces kompleks fizik dhe kimik që në fund të fundit çon në ngrohjen e elementeve të çiftit, përkeqësim të vetive fizike (fortësisë) të materialeve nga të cilat janë bërë, konsumim intensiv dhe humbje të fuqisë për shkak të kapërcimit joproduktiv të forcave të fërkimit. Shpjegimi më i thjeshtë i arsyeve të rezistencës ndaj lëvizjes gjatë fërkimit është se gjatë lëvizjes relative të trupave të ngurtë (lidhjeve), mikroparregullsitë e njërit prej tyre takohen me mikroparregullsitë e tjetrit, duke rezultuar në një forcë totale të caktuar të drejtuar drejt. lëvizjen relative. Për shembull, trupi i ngurtë 2 (Fig. 5.1) lëviz në drejtimin e treguar me shpejtësi relative në raport me trupin e ngurtë 1. Në të njëjtën kohë, mikroparregullsitë e tij përplasen me mikroparregullsitë e trupit 1, gjë që shkakton shfaqjen e reaksioneve normale. në pikat e kontaktit të mikro-parregullsive (këto reaksione janë
oriz. 5.1 përshkruhen nga diagonalet e drejtkëndëshave). Vlera totale e komponentëve vertikale të reaksioneve është e barabartë me forcën e shtypjes P, dhe vlera totale e komponentëve horizontale është forca e fërkimit e drejtuar kundër shpejtësisë së lëvizjes relative. Duhet të kihet parasysh se forcat e fërkimit të trupave kontaktues veprojnë në çifte, domethënë, njëra prej tyre zbatohet në një trup dhe tjetra zbatohet në një tjetër, dhe këto forca janë të barabarta dhe të kundërta, të ngjashme me reagimet e diskutuara më parë. në çifte kinematike.

Fërkimi rrëshqitës ndahet në disa lloje në varësi të kushteve në të cilat funksionojnë çiftet kinematike.

Fërkimi i thatë, që ndodh kur sipërfaqet e kontaktit janë absolutisht të pastra dhe të thata, pa asnjë gjurmë lagështie, oksidesh, pluhuri dhe substancash të tjera. Në këto kushte, sipërfaqet e fërkimit prekin drejtpërdrejt njëra-tjetrën. Kushtet e tilla të fërkimit mund të merren vetëm në kushte laboratorike.

Fërkimi kufitar tipike kur trashësia e shtresës lubrifikuese midis sipërfaqeve fërkuese është më e vogël se 0,1 mikron.

Fërkimi i lëngut ndodh kur sipërfaqet e fërkimit ndahen plotësisht nga një shtresë lubrifikanti dhe mikrovrazhdësitë nuk prekin fare njëra-tjetrën (Fig. 5.2). Rezistenca ndaj lëvizjes relative të trupave të ngurtë në këtë rast përcaktohet plotësisht nga vetitë e lëngut lubrifikues dhe varet ndjeshëm nga viskoziteti i tij. Modelet e këtij lloji të fërkimit janë dukshëm të ndryshme nga modelet e llojeve të tjera të fërkimit.

Fërkimi gjysmë i lëngshëm ndodh kur kushtet e fërkimit thjesht të lëngshëm nuk plotësohen, dhe pastaj në disa vende të kontaktit të trupave të ngurtë ka fërkim të lëngshëm, në të tjera ka fërkim kufitar. Në këtë drejtim, ky lloj fërkimi quhet të përziera. Ky lloj fërkimi më së shpeshti ndodh në makina.

Fërkimi gjysmë i thatë ndodh kur ka fërkim të thatë dhe fërkim kufitar në të njëjtën kohë. Ky lloj fërkimi do të ndodhë nëse sipërfaqet, të pastruara nga lagështia, oksidet, pluhuri dhe aerosolet, lihen në ajër për ca kohë dhe më pas vihen në kontakt.

LIGJET E TRENËVE TË rrëshqitur.

1. Forca e fërkimit është gjithmonë e drejtuar kundër shpejtësisë së lëvizjes relative.

2. Me saktësi të mjaftueshme për llogaritjet teknike, forca e fërkimit mund të përcaktohet duke përdorur formulën Kulomb–Amonton. Këtu është koeficienti i fërkimit; – një reaksion normal që ndodh në një çift kinematik nën veprimin e një force shtypëse.

3. Koeficienti i fërkimit varet nga natyra fizike dhe gjendja e sipërfaqeve të fërkimit, pra vrazhdësia, prania dhe lloji i lubrifikantit etj.

4. Koeficienti i fërkimit varet nga shpejtësia e lëvizjes relative të trupave
(Fig. 5.3), megjithatë, pranohet me saktësi të mjaftueshme për praktikë që të mbetet konstante me çdo shpejtësi. Studime të shumta kanë zbuluar se kur niset nga vendqëndrimi, koeficienti i fërkimit është më i madh se kur lëviz. Ky koeficient quhet koeficienti i fërkimit statik, ose koeficienti i fërkimit statik. Është caktuar dhe konsiderohet se, në të njëjtën kohë, pavarësisht nga shpejtësia e lëvizjes.

5. Koeficienti i fërkimit statik varet nga koha e kontaktit të trupave të ngurtë në qetësi, e cila shpjegohet me ndërhyrjen graduale të materialeve të trupave në njëri-tjetrin. Sa më gjatë që trupat të jenë në kontakt të palëvizshëm, aq më i thellë është depërtimi dhe aq më e vështirë është lëvizja e tyre më vonë.

6. Koeficienti i fërkimit varet nga presioni specifik. Kjo varësi paraqitet në
oriz. 5.4. Së pari, vlera e koeficientit rritet ndjeshëm, pastaj, me arritjen e një vlere të caktuar, ajo mbetet konstante, dhe më pas, në vlera mjaft të mëdha të presionit specifik, rritet ndjeshëm përsëri, për shkak të deformimeve plastike të materialeve të sipërfaqet e fërkimit. Sidoqoftë, në llogaritjet teknike kjo varësi nuk merret parasysh dhe vlera që nuk ndryshon në një gamë të madhe ndryshimesh në presionin specifik merret si konstante.

Vlerat e koeficientëve të fërkimit për materiale të ndryshme dhe kushtet e funksionimit të sipërfaqeve të fërkimit janë dhënë në librat e referencës fizike dhe teknike.

Përvoja tregon se kur një trup përpiqet të lëvizë përgjatë sipërfaqes së një tjetri në rrafshin e kontaktit të trupave, lind një forcë rezistente ndaj rrëshqitjes relative të tyre, e quajtur forca e fërkimit rrëshqitës.

Shfaqja e fërkimit është kryesisht për shkak të vrazhdësisë së sipërfaqeve, e cila krijon rezistencë ndaj lëvizjes dhe pranisë së ngjitjes midis trupave të shtypur kundër njëri-tjetrit. Studimi i të gjitha tipareve të fenomenit të fërkimit është një problem mjaft kompleks fizik dhe mekanik, shqyrtimi i të cilit është përtej fushëveprimit të kursit të mekanikës teorike.

Në llogaritjet inxhinierike, ato zakonisht rrjedhin nga një numër modelesh të përcaktuara empirikisht që pasqyrojnë tiparet kryesore të fenomenit të fërkimit me saktësi të mjaftueshme për praktikë. Këto ligje, të quajtura ligjet e fërkimit rrëshqitës në qetësi, mund të formulohen si më poshtë.

1. Kur përpiqeni të lëvizni një trup përgjatë sipërfaqes së një tjetri në rrafshin e kontaktit të trupave, lind një forcë fërkimi (ose forca ngjitëse), e cila mund të marrë çdo vlerë nga zero në një vlerë të quajtur forca përfundimtare e fërkimit.

Forca e fërkimit e aplikuar në trup drejtohet në drejtim të kundërt me atë në të cilin forcat që veprojnë në trup tentojnë ta lëvizin atë.

2. Forca kufizuese e fërkimit është numerikisht e barabartë me produktin e koeficientit statik të fërkimit dhe presionit normal ose reaksionit normal:

Koeficienti statik i fërkimit është një sasi pa dimension; përcaktohet eksperimentalisht dhe varet nga materiali i trupave kontaktues dhe gjendja e sipërfaqeve (natyra e përpunimit, temperatura, lagështia etj.).

3. Vlera e forcës përfundimtare të fërkimit, brenda një diapazoni mjaft të gjerë, nuk varet nga madhësia e sipërfaqeve në kontakt gjatë fërkimit.

Nga dy ligjet e para rezulton se në ekuilibër ose

Duhet theksuar se vlera e forcës së fërkimit në qetësi përcaktohet nga pabarazia (40) dhe se, për rrjedhojë, kjo vlerë mund të jetë çdo, por jo më e madhe se çfarë saktësisht është forca e fërkimit mund të përcaktohet vetëm duke zgjidhur numrin përkatës. problemi (shih § 25). Forca e fërkimit do të jetë e barabartë në madhësi vetëm atëherë kur forca prerëse që vepron në trup arrin një vlerë të tillë që me rritjen më të vogël trupi fillon të lëvizë (rrëshqet). Ekuilibri që ndodh kur forca e fërkimit është e barabartë do të quhet ekuilibër kufizues.

Si përfundim, ne paraqesim vlerat e koeficientit të fërkimit për disa materiale: dru në dru metali në çelik metalik në akull 0.027.

Informacion më të detajuar jepet në librat përkatës të referencës.

Të gjitha sa më sipër lidhen me fërkimin rrëshqitës në qetësi. Kur lëvizni, forca e fërkimit drejtohet në drejtim të kundërt me lëvizjen dhe është e barabartë me produktin e koeficientit dinamik të fërkimit dhe presionit normal.

Koeficienti dinamik i fërkimit rrëshqitës është gjithashtu një sasi pa dimension dhe përcaktohet në mënyrë eksperimentale. Vlera e koeficientit varet jo vetëm nga materiali dhe gjendja e sipërfaqeve, por edhe në një farë mase nga shpejtësia e trupave në lëvizje. Në shumicën e rasteve, me rritjen e shpejtësisë, koeficienti fillimisht zvogëlohet pak dhe më pas mbetet pothuajse konstant.