Pierakstiet, no kā ir atkarīgs slīdēšanas berzes koeficients. Berzes spēki

Uz jautājumu: No kā ir atkarīgs slīdēšanas berzes koeficients? autora dots Eiropas labākā atbilde ir no virsmas materiāla
uz virsmas raupjuma (gluda vai nē)
viegli pārbaudīt...
1) alumīnija ragavas uz sniega vai asfalta...
2) divi koka kluči - pulēti vai tikko zāģēti...

Atbildēt no Iļja Eremins[iesācējs]
Slīdošais berzes spēks ir spēks, kas rodas starp saskarē esošajiem ķermeņiem to relatīvās kustības laikā. Ja starp ķermeņiem nav šķidruma vai gāzveida slāņa (smērvielas), tad šādu berzi sauc par sausu. Pretējā gadījumā berzi sauc par "šķidrumu". Sausās berzes raksturīga iezīme ir statiskās berzes klātbūtne.
Eksperimentāli noskaidrots, ka berzes spēks ir atkarīgs no ķermeņu spiediena spēka vienam uz otru (balsta reakcijas spēks), no berzes virsmu materiāliem, no relatīvās kustības ātruma un nav atkarīgs no ķermeņu laukuma. kontaktpersona. (Tas izskaidrojams ar to, ka neviens ķermenis nav absolūti plakans. Līdz ar to patiesais saskares laukums ir daudz mazāks par novēroto. Turklāt, palielinot laukumu, mēs samazinām ķermeņu īpatnējo spiedienu vienam uz otru.) Vērtību, kas raksturo berzes virsmas, sauc par berzes koeficientu, un to apzīmē biežāk Latīņu burts"k" vai grieķu burts"μ". Tas ir atkarīgs no berzes virsmu apstrādes veida un kvalitātes. Turklāt berzes koeficients ir atkarīgs no ātruma. Tomēr visbiežāk šī atkarība ir vāji izteikta, un, ja nav nepieciešama lielāka mērījumu precizitāte, tad k var uzskatīt par konstantu.
Pirmajā tuvinājumā slīdošās berzes spēka lielumu var aprēķināt, izmantojot formulu:
, Kur
- slīdēšanas berzes koeficients,
- normāls zemes reakcijas spēks.
Saskaņā ar mijiedarbības fiziku berzi parasti iedala:
Sausas, mijiedarbojoties cietās vielas netiek atdalītas ar papildu slāņiem/smērvielām - praksē ļoti rets gadījums. Raksturīgs atšķirīgā iezīme sausā berze - ievērojama statiskā berzes spēka klātbūtne.
Nosusināt ar sausu smērvielu (grafīta pulveri)
Šķidrums, mijiedarbojoties ar ķermeņiem, ko atdala dažāda biezuma šķidruma vai gāzes (smērvielas) slānis - parasti tas notiek rites berzes laikā, kad cietie ķermeņi tiek iegremdēti šķidrumā;
Jaukts, ja saskares zonā ir sausas un šķidras berzes zonas;
Robeža, kad saskares zonā var būt dažāda rakstura slāņi un laukumi (oksīda plēves, šķidrums utt.), ir visizplatītākais slīdēšanas berzes gadījums.
Berzes mijiedarbības zonā notiekošo fizikāli ķīmisko procesu sarežģītības dēļ berzes procesus būtībā nevar aprakstīt ar klasiskās mehānikas metodēm.
Mehāniskajos procesos vienmēr lielākā vai mazākā mērā notiek transformācija. mehāniskā kustība citos matērijas kustības veidos (visbiežāk siltuma kustības formā). Pēdējā gadījumā mijiedarbību starp ķermeņiem sauc par berzes spēkiem.
Eksperimenti ar dažādu saskarē esošo ķermeņu kustību (cietas vielas uz cietām vielām, cietas vielas šķidrumā vai gāzē, šķidrums gāzē u.c.) ar dažādiem saskares virsmu stāvokļiem liecina, ka berzes spēki rodas saskarē esošo ķermeņu relatīvās kustības laikā un ir vērsti. pret relatīvā ātruma vektoru tangenciāli saskares virsmām. Šajā gadījumā vienmēr notiek mijiedarbojošo ķermeņu sildīšana.
Berzes spēki ir tangenciāla mijiedarbība starp saskarē esošajiem ķermeņiem, kas rodas to relatīvās kustības laikā. Berzes spēkus, kas rodas dažādu ķermeņu relatīvās kustības laikā, sauc par ārējiem berzes spēkiem.
Berzes spēki rodas arī viena un tā paša ķermeņa daļu relatīvās kustības laikā. Berzi starp viena un tā paša ķermeņa slāņiem sauc par iekšējo berzi.
Reālās kustībās vienmēr rodas lielāka vai mazāka berzes spēki. Tāpēc, sastādot kustības vienādojumus, stingri runājot, mums vienmēr ir jāievada berzes spēks F tr to spēku skaitā, kas iedarbojas uz ķermeni.
Ķermenis kustas vienmērīgi un taisni, kad ārējs spēks līdzsvaro berzes spēku, kas rodas kustības laikā.
Lai izmērītu berzes spēku, kas iedarbojas uz ķermeni, pietiek izmērīt spēku, kas jāpieliek ķermenim, lai tas kustētos bez paātrinājuma.

Berzes spēks ir spēks, kas rodas, vienam ķermenim pārvietojoties pa cita virsmu. Tas vienmēr ir vērsts pretēji kustības virzienam. Berzes spēks ir tieši proporcionāls spēkam normāls spiediens uz berzes virsmām un ir atkarīgs no šo virsmu īpašībām. Berzes likumi ir saistīti ar elektromagnētisko mijiedarbību, kas pastāv starp ķermeņiem.

Atšķirt berzi ārējā Un iekšējais.

Ārējā berze rodas, ja notiek divu saskarē esošo cieto ķermeņu relatīva kustība (bīdes berze vai statiskā berze).

Iekšējā berze novērots viena un tā paša cietā ķermeņa daļu (piemēram, šķidruma vai gāzes) relatīvās kustības laikā.

Atšķirt sauss un šķidrums (vai viskozs) berze.

Sausā berze rodas starp cieto vielu virsmām, ja nav eļļošanas.

Šķidrums(viskozs) ir berze starp cietu un šķidru vai gāzveida vidi vai tās slāņiem.

Sausā berze savukārt tiek sadalīta berzē paslīdēt un berze ripināšana.

Apskatīsim sausās berzes likumus (4.5. att.).

Rīsi. 4.5

Rīsi. 4.6

Iedarbosimies uz ķermeni, kas atrodas stacionārā plaknē, ar ārēju spēku, pakāpeniski palielinot tā moduli. Sākotnēji bloks paliks nekustīgs, kas nozīmē, ka ārējo spēku līdzsvaro kāds spēks, kas vērsts tangenciāli pret berzes virsmu, pretēji spēkam. Šajā gadījumā pastāv statiskais berzes spēks.

Ir konstatēts, ka maksimālais statiskās berzes spēks nav atkarīgs no saskares laukuma starp ķermeņiem un ir aptuveni proporcionāls modulim normāli spiediena spēki N:

μ 0 – statiskās berzes koeficients, atkarībā no berzes virsmu rakstura un stāvokļa.

Kad ārējā spēka modulis un līdz ar to arī statiskās berzes spēka modulis pārsniedz vērtību F 0, ķermenis sāks slīdēt pa balstu - statiskā berze F berze tiks aizstāta ar slīdošo berzi F sk (4.6. att.):

F tr = μ N,

(4.4.1)

Kur μ ir slīdēšanas berzes koeficients.

Ripošanas berze rodas starp sfērisku ķermeni un virsmu, uz kuras tas ripo. Rites berzes spēks ievēro tādus pašus likumus kā slīdēšanas berzes spēks, bet berzes koeficients ir μ; šeit ir daudz mazāk.

Apskatīsim tuvāk slīdošās berzes spēku uz slīpas plaknes (4.7. att.).

Uz ķermeni, kas atrodas slīpā plaknē ar sauso berzi, iedarbojas trīs spēki: gravitācija, normāla atbalsta reakcijas spēks un sausās berzes spēks. Spēks ir spēku un ;

tas ir vērsts uz leju pa slīpo plakni. No att. 4.7 ir skaidrs, ka F = mg grēks α, N = mg

cos α.

Rīsi. 4.7

Ja F– ķermenis paliek nekustīgs slīpā plaknē. Maksimālo slīpuma leņķi α nosaka no nosacījuma ( F tr) max = vai μ mg vai μ cosα =

F sinα, tāpēc tan α max = μ, kur μ ir sausās berzes koeficients. N = vai μ tr = μ
tas ir vērsts uz leju pa slīpo plakni. No att. 4.7 ir skaidrs, ka cosα,

sinα.

Kad α > α max, ķermenis ripos ar paātrinājumu a = g
F(sinα - μcosα), ck = = ma F-F

tr. F Ja papildu jauda

ķermenim tiek pielikts ārējais spēks, kas vērsts pa slīpo plakni, tad kritiskais leņķis α max un ķermeņa paātrinājums būs atkarīgs no šī ārējā spēka lieluma un virziena.

Izpētīsim, no kā ir atkarīgs berzes spēks. Lai to izdarītu, mēs izmantosim gludu koka dēli, koka bloku un dinamometru.

1. attēls.

Vispirms pārbaudīsim, vai berzes spēks ir atkarīgs no ķermeņu saskares virsmas laukuma. Novietojiet bloku uz horizontāla dēļa ar malu pret liela platība virsmas. Piestiprinot blokam dinamometru, mēs vienmērīgi palielināsim spēku, kas vērsts gar dēļa virsmu, un ievērosim statiskās berzes spēka maksimālo vērtību. Tad mēs novietojam to pašu bloku uz citas virsmas ar mazāku virsmas laukumu un atkal izmēra statiskās berzes spēka maksimālo vērtību. Pieredze rāda, ka statiskās berzes spēka maksimālā vērtība nav atkarīga no ķermeņu saskares virsmas laukuma.

Atkārtojot tos pašus mērījumus plkst vienmērīga kustība bloku uz dēļa virsmas, esam pārliecināti, ka slīdošais berzes spēks arī nav atkarīgs no ķermeņu saskares virsmas laukuma.

Berzes spēka atkarības no spiediena spēka izpēte

Uzliksim uz pirmā bloka otru tāda paša veida bloku.

2. attēls.

Ar to mēs palielināsim spēku, kas ir perpendikulārs ķermeņa un galda saskares virsmai (to sauc par spiediena spēku~$\overline(P)$). Ja tagad vēlreiz izmērīsim maksimālo statiskās berzes spēku, mēs redzēsim, ka tas ir dubultojies. Uzliekot trešo uz diviem stieņiem, mēs atklājam, ka maksimālais statiskās berzes spēks ir palielinājies trīs reizes.

Pamatojoties uz šādiem eksperimentiem, varam secināt, ka statiskā berzes spēka moduļa maksimālā vērtība ir tieši proporcionāla spiediena spēkam.

Mijiedarbība starp ķermeni un balstu izraisa gan ķermeņa, gan atbalsta deformāciju.

Elastīgo spēku $\overline(N)$, kas rodas balsta deformācijas rezultātā un iedarbojas uz ķermeni, sauc par atbalsta reakcijas spēku. Saskaņā ar Ņūtona trešo likumu spiediena spēks un atbalsta reakcijas spēks ir vienādi pēc lieluma un pretēji virzienam:

3. attēls.

Tāpēc iepriekšējo secinājumu var formulēt šādi: maksimālā statiskā berzes spēka modulis ir proporcionāls atbalsta reakcijas spēkam:

Grieķu burts $\mu$ apzīmē proporcionalitātes koeficientu, ko sauc par berzes koeficientu (attiecīgi miera vai slīdēšanas).

Pieredze rāda, ka slīdošā berzes spēka $F_(mp) $ modulis, kā arī maksimālā statiskā berzes spēka modulis ir proporcionāls atbalsta reakcijas spēka modulim:

Statiskās berzes spēka maksimālā vērtība ir aptuveni vienāda ar slīdēšanas berzes spēku, un arī statiskās un slīdošās berzes koeficienti ir aptuveni vienādi.

Bezdimensiju proporcionalitātes koeficients $\mu$ ir atkarīgs no:

no berzes virsmu rakstura;
par berzes virsmu stāvokli, jo īpaši uz to raupjumu;
slīdēšanas gadījumā berzes koeficients ir ātruma funkcija.

1. piemērs

Nosakiet minimālo bremzēšanas ceļu automašīnai, kas sāk bremzēt horizontālā šosejas posmā ar ātrumu $20 $ m/s. Berzes koeficients ir 0,5.

Dots: $v=20$ m/s, $\mu =0,5$.

Atrast: $S_(\min ) $-?

Risinājums: automašīnas bremzēšanas ceļam būs minimālā vērtība pie maksimālās berzes spēka vērtības. Berzes spēka maksimālās vērtības modulis ir vienāds ar:

\[(F_(mp))_(\max ) =\mu mg\]

Spēka vektors $F_(mp) $ bremzēšanas laikā ir vērsts pretī ātruma vektoriem $\overline(v)_(0) $un pārvietojumam $\overline(S)$.

Taisnlīnijas vienmērīgi paātrinātas kustības gadījumā automašīnas pārvietojuma $S_(x) $ projekcija uz asi, kas ir paralēla automašīnas ātruma vektoram $\overline(v)_(0) $, ir vienāda ar:

Pārejot uz daudzumu moduļiem, mēs iegūstam:

Laika vērtību var atrast no nosacījuma:

\ \

Tad pārvietošanas modulim mēs iegūstam:

$a=\frac((F_(mp))_(\max ) )(m) =\frac(\mu mg)(m) =\mu g$, tad

$S_(\min ) =\frac(v_(0) ^(2) )(2\mug) \apmēram 40$m.

Atbilde: $S_(\min ) =40$ m.

2. piemērs

Kāds spēks jāpieliek horizontālā virzienā dīzeļlokomotīvei, kas sver $8$t, lai samazinātu tās ātrumu par $0,3$m/s $5$ sekundēs? Berzes koeficients ir $0.05.$

Dots: $m=8000$ kg, $\Delta v=0,3$ m/s, $\mu =0,05$.

Atrast: $F$-?

4. attēls.

Pierakstīsim ķermeņa kustības vienādojumu:

Projicēsim spēkus un paātrinājumu uz x asi:

Tā kā $F_(mp) =\mu mg$ un $a=\frac(v-v_(0) )(t) =\frac(\Delta v)(t) $, mēs iegūstam:

$F=m(\frac(\Delta v)(t) -\mu g)=3440 $Н

Berze- saskarē esošo ķermeņu mehāniskās mijiedarbības process to relatīvās pārvietošanas laikā saskares plaknē ( ārējā berze) vai ar relatīvu šķidruma, gāzes vai deformējamas cietas vielas paralēlu slāņu nobīdi ( iekšējā berze, vai viskozitāte). Pārējā šī raksta daļā berze attiecas tikai uz ārējo berzi. Berzes procesu izpēte ir fizikas nozare, ko sauc par berzes mijiedarbības mehāniku jeb triboloģiju.

Berzes spēks [ | ]

Berze ir spēks, kas rodas, kad divi ķermeņi saskaras un kavē to relatīvo kustību. Berzes cēlonis ir berzes virsmu raupjums un šo virsmu molekulu mijiedarbība. Berzes spēks ir atkarīgs no berzes virsmu materiāla un no tā, cik cieši šīs virsmas ir piespiestas viena pret otru. Vienkāršākajos berzes modeļos (Kulona likums par berzi) tiek uzskatīts, ka berzes spēks ir tieši proporcionāls normālas reakcijas spēkam starp berzes virsmām. Kopumā berzes ķermeņu mijiedarbības zonā notiekošo fizikāli ķīmisko procesu sarežģītības dēļ berzes procesus būtībā nevar aprakstīt, izmantojot vienkārši modeļi klasiskā mehānika.

Berzes spēka veidi[ | ]

Divu saskarējošo ķermeņu relatīvas kustības klātbūtnē berzes spēkus, kas rodas to mijiedarbības laikā, var iedalīt:

Berzes mijiedarbības būtība[ | ]

Fizikā berzes mijiedarbību parasti iedala:

sauss, mijiedarbojoties cietās vielas, tās neatdala nekādi papildu slāņi/smērvielas (ieskaitot cietās vielas smērvielas) - ļoti rets gadījums praksē raksturīga raksturīga sausās berzes iezīme ir ievērojama statiskā berzes spēka klātbūtne;
robeža kad saskares zonā var būt dažāda rakstura slāņi un laukumi (oksīda plēves, šķidrums utt.) - visizplatītākais slīdēšanas berzes gadījums;
sajaukts kad saskares zonā ir sausas un šķidras berzes zonas;
šķidrums (viskozs), mijiedarbības laikā ķermeņiem, kas atdalīti ar dažāda biezuma cietas (grafīta pulvera), šķidruma vai gāzes (smērvielas) slāni - parasti tas notiek rites berzes laikā, kad cietie ķermeņi tiek iegremdēti šķidrumā, viskozās vielas daudzums berzi raksturo vides viskozitāte;
elastohidrodinamiskā(viskoelastīga), kad iekšējai berzei smērvielā ir izšķiroša nozīme, rodas, palielinoties relatīvie ātrumi kustība.

Amontona-Kūlona likums[ | ]

Galvenā berzes īpašība ir berzes koeficients μ (\displaystyle \mu ), ko nosaka materiāli, no kuriem izgatavotas mijiedarbojošo ķermeņu virsmas.

Vienkāršākajos gadījumos berzes spēks F (\displaystyle F) un normāla slodze (vai spēks normāli reakcijas) N n o r m a l (\displaystyle N_(normāls)) ko saista nevienlīdzība

F |[ | ]

Lielākajai daļai materiālu pāru berzes koeficienta vērtība μ (\displaystyle \mu ) nepārsniedz 1 un ir robežās no 0,1 līdz 0,5. Ja berzes koeficients pārsniedz 1 (μ > 1) (\displaystyle (\mu >1)), tas nozīmē, ka starp saskarē esošajiem ķermeņiem ir spēks saķere N a d h e s i o n (\displaystyle N_(adhēzija)) un berzes koeficienta aprēķināšanas formula mainās uz

μ = (F f r i c t i o n + F a d h e s i o n) / N n o r m a l (\displeja stils \mu =(F_(berze)+F_(saķere))/(N_(normāls))).

Lietojumprogrammas vērtība[ | ]

Berze mehānismos un mašīnās[ | ]

Lielākajā daļā tradicionālo mehānismu (iekšdedzes dzinējos, automašīnās, pārnesumos utt.) berze spēlē negatīvu lomu, samazinot mehānisma efektivitāti. Berzes spēka samazināšanai tiek izmantotas dažādas dabīgās un sintētiskās eļļas un smērvielas. IN mūsdienīgi mehānismiŠim nolūkam izmanto arī pārklājumu (plānas plēves) izsmidzināšanu uz detaļām. Līdz ar mehānismu miniaturizāciju un mikroelektromehānisko sistēmu (MEMS) un nanoelektromehānisko sistēmu (NEMS) izveidi berzes apjoms salīdzinājumā ar mehānismā iedarbojošiem spēkiem palielinās un kļūst ļoti nozīmīgs. (μ ⩾ 1) (\displaystyle (\mu \geqslant 1)), un tajā pašā laikā to nevar samazināt, izmantojot parastās smērvielas, kas izraisa ievērojamu inženieru un zinātnieku teorētisko un praktisko interesi par šo jomu. Lai atrisinātu berzes problēmu, tiek radītas jaunas metodes tās samazināšanai triboloģijas un virsmas zinātnes ietvaros (angļu valodā).

Virsmas saķere[ | ]

Berzes klātbūtne nodrošina spēju pārvietoties pa virsmu. Tātad, ejot, zole pielīp pie grīdas berzes dēļ, kā rezultātā atgrūžas no grīdas un kustība uz priekšu. Tādā pašā veidā tiek nodrošināta automašīnas (motocikla) riteņu saķere ar ceļa virsmu. Jo īpaši jaunas formas un īpašie veidi gumija riepām, un sacīkšu mašīnas ir aprīkotas ar spārniem, kas stingrāk piespiež mašīnu pie trases.

BERZES KOEFICIENTS

BERZES KOEFICIENTS, kvantitatīvā īpašība spēks, kas nepieciešams, lai viens materiāls slīdētu vai pārvietotos pa cita virsmu. Ja objekta svaru apzīmējam ar N un BERZES koeficientu kā m, tad spēks (F), kas nepieciešams, lai objektu pārvietotu pa līdzenu virsmu bez paātrinājuma, ir F = mN. Statiskās berzes koeficients nosaka spēku, kas nepieciešams kustības uzsākšanai; kinētiskās berzes (kustības berzes) koeficients nosaka (mazāku) spēku, kas nepieciešams kustības uzturēšanai.

Zinātniskā un tehniskā enciklopēdiskā vārdnīca.

Skatiet, kas ir "BERZES KOEFICIENTS" citās vārdnīcās:

berzes koeficients- divu ķermeņu berzes spēka attiecība pret parasto spēku, kas piespiež šos ķermeņus viens pret otru. [GOST 27674 88] Tēmas: berze, nodilums un eļļošana EN berzes koeficients ...

berzes koeficients- 3,1 berzes koeficients: divu ķermeņu berzes spēka attiecība pret parasto spēku, kas piespiež šos ķermeņus viens pret otru. Avots: ST TsKBA 057 2008: Cauruļvadu piederumi. Berzes koeficienti stiegrojuma mezglos 3.1 berzes koeficients: Berzes spēka attiecība... ... Normatīvās un tehniskās dokumentācijas terminu vārdnīca-uzziņu grāmata

Berze ir cieto ķermeņu mijiedarbības process to relatīvās kustības (pārvietošanās) vai kustības laikā cietsšķidrā vai gāzveida vidē. Citādi to sauc par berzes mijiedarbību. Berzes procesu izpēte... ... Vikipēdija

Berzes koeficients Berzes koeficients. Berzes spēka (F) bezizmēra attiecība starp diviem ķermeņiem un parasto spēku (N), kas saspiež šos ķermeņus: (vai f = F/N). (Avots: "Metāli un sakausējumi. Katalogs." Rediģēja Yu.P. Solntsev; NPO... ... Metalurģijas terminu vārdnīca

berzes koeficients- trinties faktorius statusas T joma Standartizacija ir metrologija apibrėžis Trinties forces ir statmenai kūno judėjimo arba galimo judėjimo kryčiai notiekos spēku dalmuo. atitikmenys: engl. berzes koeficients; berzes koeficients; berzes...... Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

berzes koeficients- trinties faktorius statusas T joma fizika atitikmenys: engl. berzes koeficients; berzes koeficients; berzes koeficients vok. Reibungsfaktor, m; Reibungskoeffizient, m; Reibungszahl, f rus. berzes koeficients, m pranc. de berzes koeficients, m;… … Fizikos terminų žodynas

berzes koeficients- berzes spēka attiecība pret normālu spiediena spēku, piemēram, velmēšanas, vilkšanas, presēšanas un cita veida metālapstrādes laikā; apzīmē ar f un mainās diezgan plašās robežās. Tātad, velmējot f = 0,03 0,5. IN…… Enciklopēdiskā vārdnīca metalurģijā

berzes koeficients- (statiskās) berzes koeficients Maksimālā berzes spēka attiecība pret normālo reakciju. IFToMM kods: 3.5.50 Sadaļa: MEHĀNISMU DINAMIKA... Mehānismu un mašīnu teorija

berzes koeficients (metalurģija)- berzes koeficients Divu ķermeņu berzes spēka (F) bezdimensiju attiecība pret parasto spēku (N), kas saspiež šos ķermeņus: (vai f = F/N). Tēmas: metalurģija kopumā LV efektīvā berze...

Tehniskā tulkotāja rokasgrāmata plūsmas berzes koeficients Tēmas: metalurģija kopumā LV efektīvā berze...