Bet koks dviejų kūnų kontaktas sukelia trinties jėgą. Šiuo atveju nesvarbu, kokioje suminėje medžiagos būsenoje kūnai yra, ar jie juda vienas kito atžvilgiu, ar yra ramybės būsenoje. Šiame straipsnyje trumpai apžvelgsime, kokios trinties rūšys egzistuoja gamtoje ir technologijose.
Poilsio trintis
Daugeliui gali būti keista mintis, kad kūnų trintis egzistuoja net tada, kai jie vienas kito atžvilgiu yra ramybės būsenoje. Be to, ši trinties jėga yra didžiausia jėga tarp kitų tipų. Jis pasireiškia, kai bandome perkelti bet kurį objektą. Tai gali būti medžio luitas, akmuo ar net ratas.
Statinės trinties jėgos atsiradimo priežastis yra nelygumai ant kontaktinių paviršių, kurie mechaniškai sąveikauja vienas su kitu pagal smailės dugno principą.
Statinė trinties jėga apskaičiuojama pagal šią formulę:
Ft1=µtN
Čia N yra atramos, su kuria paviršius veikia kūną išilgai normalios, reakcija. Parametras µt yra trinties koeficientas. Tai priklauso nuobesiliečiančių paviršių medžiaga, šių paviršių apdorojimo kokybė, temperatūra ir kai kurie kiti veiksniai.
Parašyta formulė rodo, kad statinė trinties jėga nepriklauso nuo kontakto ploto. Ft1 išraiška leidžia apskaičiuoti vadinamąją didžiausią jėgą. Daugeliu praktinių atvejų Ft1 nėra didžiausias. Ji visada yra lygi išorinei jėgai, kuria siekiama išvesti kūną iš ramybės.
Trintis poilsiui vaidina svarbų vaidmenį gyvenime. Dėl to mes galime judėti ant žemės, atsistumdami nuo jos padais, neslysdami. Bet kokie kūnai, esantys plokštumose, pasvirusiose į horizontą, neslysta nuo jų dėl jėgos Ft1.
Trintis slystant
Kitas svarbus žmogui trinties tipas pasireiškia, kai vienas kūnas slysta kito paviršiumi. Ši trintis atsiranda dėl tos pačios fizinės priežasties kaip ir statinė trintis. Be to, jo jėga apskaičiuojama pagal panašią formulę.
Ft2=µkN
Vienintelis skirtumas nuo ankstesnės formulės yra skirtingų slydimo trinties koeficientų naudojimas µk. Koeficientai µk visada yra mažesni už panašius tos pačios trinties paviršių poros statinės trinties parametrus. Praktikoje šis faktas pasireiškia taip: laipsniškai didėjant išorinei jėgai, Ft1 reikšmė didėja tol, kol ji pasiekia didžiausią reikšmę. Po to jistaigiai nukrenta keliomis dešimtimis procentų iki reikšmės Ft2 ir išlieka pastovus kūno judėjimo metu.
Koeficientas µk priklauso nuo tų pačių veiksnių, kaip ir statinės trinties parametras µt. Slydimo trinties jėga Ft2 praktiškai nepriklauso nuo kūnų judėjimo greičio. Tik važiuojant dideliu greičiu pastebimas sumažėjimas.
Slydimo trinties svarbą žmogaus gyvenimui galima įžvelgti tokiuose pavyzdžiuose kaip slidinėjimas ar čiuožimas. Tokiais atvejais koeficientas µk sumažinamas modifikuojant trinties paviršius. Priešingai, kelius barstydami druska ir smėliu siekiama padidinti koeficientų µk ir µt.
Riedėjimo trintis
Tai viena iš svarbių trinties rūšių šiuolaikinių technologijų funkcionavimui. Jis yra sukantis guoliams ir judant transporto priemonių ratams. Skirtingai nuo slydimo ir poilsio trinties, riedėjimo trintis atsiranda dėl rato deformacijos judėjimo metu. Ši deformacija, atsirandanti elastingoje srityje, išsklaido energiją dėl histerezės ir pasireiškia kaip trinties jėga judėjimo metu.
Didžiausios riedėjimo trinties jėgos apskaičiavimas atliekamas pagal formulę:
Ft3=d/RN
Tai yra, jėga Ft3, kaip jėgos Ft1 ir Ft2, yra tiesiogiai proporcinga atramos reakcijai. Tačiau tai taip pat priklauso nuo besiliečiančių medžiagų kietumo ir rato spindulio R. Reikšmėd vadinamas pasipriešinimo riedėjimui koeficientu. Skirtingai nuo koeficientų µk ir µt, d turi ilgio matmenį.
Paprastai bematis santykis d/R pasirodo 1–2 eilėmis mažesnis už reikšmę µk. Tai reiškia, kad kūnų judėjimas riedėjimo pagalba yra energetiškai daug palankesnis nei slydimo pagalba. Štai kodėl riedėjimo trintis naudojama visuose mechanizmų ir mašinų trinties paviršiuose.
Trinties kampas
Visi trys aukščiau aprašyti trinties apraiškų tipai pasižymi tam tikra trinties jėga Ft, kuri yra tiesiogiai proporcinga N. Abi jėgos nukreiptos stačiu kampu viena kitos atžvilgiu.. Kampas, kurį sudaro jų vektoriaus suma su normaliu paviršiumi, vadinamas trinties kampu. Norėdami suprasti jo svarbą, naudokite šį apibrėžimą ir parašykite jį matematine forma, gausime:
Ft=kN;
tg(θ)=Ft/N=k
Taigi, trinties kampo θ liestinė yra lygi tam tikros rūšies jėgos trinties koeficientui k. Tai reiškia, kad kuo didesnis kampas θ, tuo didesnė pati trinties jėga.
Trintis skysčiuose ir dujose
Kai kietas kūnas juda dujinėje arba skystoje terpėje, jis nuolat susiduria su šios terpės dalelėmis. Šie susidūrimai, lydimi standaus kūno greičio praradimo, yra skystųjų medžiagų trinties priežastis.
Šis trinties tipas labai priklauso nuo greičio. Taigi, esant santykinai mažam greičiui, trinties jėgapasirodo esąs tiesiogiai proporcingas judėjimo greičiui v, o važiuojant dideliu greičiu mes kalbame apie proporcingumą v2.
Yra daug šios trinties pavyzdžių – nuo valčių ir laivų judėjimo iki orlaivių skrydžio.
