Przesuwny (ruch) - Sliding (motion)
Część serii na |
Mechanika klasyczna |
---|
Poślizg jest rodzajem ruchu tarcia między dwiema stykającymi się powierzchniami. Można to skontrastować z ruchem toczenia . W łożyskach mogą występować oba rodzaje ruchu .
Względny ruch lub tendencja do takiego ruchu między dwiema powierzchniami jest zwalczana przez tarcie . Tarcie może spowodować uszkodzenie lub „ zużycie ” stykających się powierzchni. Jednak zużycie można zmniejszyć przez smarowanie . Nauka i technologia tarcia, smarowania i zużycia są znane jako trybologia .
Poślizg może wystąpić pomiędzy dwoma obiektami o dowolnym kształcie, podczas gdy tarcie toczne to siła tarcia związana z ruchem obrotowym obiektu nieco podobnego do tarczy lub innego kolistego wzdłuż powierzchni. Ogólnie rzecz biorąc, siła tarcia tarcia tocznego jest mniejsza niż siła związana z tarciem kinetycznym ślizgowym . Typowe wartości współczynnika tarcia tocznego są mniejsze niż tarcia ślizgowego. Odpowiednio ślizgające się tarcie zazwyczaj wytwarza większe dźwięki i cieplne produkty uboczne. Jednym z najczęstszych przykładów tarcia ślizgowego jest ruch hamujących opon pojazdów silnikowych po jezdni , proces, który generuje znaczne ilości ciepła i dźwięku i jest zwykle uwzględniany przy ocenie wielkości zanieczyszczenia hałasem na jezdni .
Tarcie ślizgowe
Tarcie ślizgowe (zwane również tarciem kinetycznym) to siła styku, która stawia opór ruchowi ślizgowemu dwóch obiektów lub obiektu i powierzchni. Tarcie ślizgowe jest prawie zawsze mniejsze niż tarcie statyczne; dlatego łatwiej jest przesunąć obiekt, gdy już zacznie się poruszać, niż sprawić, by obiekt zaczął się poruszać z pozycji spoczynkowej.
Gdzie F k , jest siłą tarcia kinetycznego. μ k to współczynnik tarcia kinetycznego, a N to siła normalna .
Przykłady tarcia ślizgowego
- Jazda na sankach
- Pchanie obiektu po powierzchni
- Pocieranie rąk o siebie (siła tarcia wytwarza ciepło.)
- Samochód ślizgający się po lodzie
- Samochód w poślizgu na zakręcie
- Otwarcie okna
- Prawie każdy ruch, w którym występuje kontakt między obiektem a powierzchnią
- Upadek z kręgielni
Ruch tarcia ślizgowego
Ruch tarcia ślizgowego można modelować (w prostych układach ruchu) drugim prawem Newtona
Gdzie jest siła zewnętrzna.
- Przyspieszenie występuje, gdy siła zewnętrzna jest większa niż siła tarcia kinetycznego.
-
Spowolnienie (lub zatrzymanie) występuje, gdy siła tarcia kinetycznego jest większa niż siła zewnętrzna.
- Jest to również zgodne z pierwszą zasadą dynamiki Newtona, ponieważ na obiekt działa siła wypadkowa.
- Prędkość stała występuje wtedy, gdy na obiekt nie działa siła wypadkowa, to znaczy siła zewnętrzna jest równa sile tarcia kinetycznego.
Ruch na pochyłej płaszczyźnie
Częstym problemem prezentowanym na wstępnych zajęciach z fizyki jest blok podlegający tarciu podczas przesuwania się w górę lub w dół po nachylonej płaszczyźnie. Jest to pokazane na schemacie swobodnego ciała po prawej stronie.
Składowa siły ciężkości w kierunku pochylenia jest dana wzorem:
Siła normalna (prostopadła do powierzchni) jest dana wzorem:
Dlatego, ponieważ siła tarcia przeciwstawia się ruchowi bloku,
Aby znaleźć współczynnik tarcia kinetycznego na płaszczyźnie pochyłej, należy znaleźć moment, w którym siła równoległa do płaszczyzny jest równa sile prostopadłej; dzieje się tak, gdy blok porusza się ze stałą prędkością pod pewnym kątem
lub
Tutaj okazuje się, że:
gdzie jest kąt, pod którym blok zaczyna się poruszać ze stałą prędkością