Trinties reiškinys žmogaus gyvenime vaidina ir teigiamą, ir neigiamą vaidmenį. Viena vertus, be jo buvimo būtų neįmanomas judėjimas, kita vertus, dėl trinties atsiranda didžiuliai energijos ir darbinių medžiagų nuostoliai. Straipsnyje fizikos požiūriu mes apsvarstysime, kas yra trintis, taip pat kaip rasti trinties koeficientą.
Trinties reiškinys
Trintis yra kontaktinis reiškinys, atsirandantis sąlyčio tarp skirtingų kūnų zonoje ir kuris neutralizuoja bet kokį jų tarpusavio judėjimą.
Kietųjų kūnų judėjimo mechanikoje išskiriami trys trinties tipai:
- elgesys ramybėje;
- veikia slysdami paviršius vienas per kitą;
- sukelia riedantys kūnai.
Trintis ramybės būsenoje atsiranda, kai kūno paviršių veikiame išorine tangentine jėga, kad jį judintume. Ryškus slydimo trinties pavyzdys yra slidžių slydimas ant sniego. Galiausiai trintis riedėjimo metupasireiškia transporto priemonės ratui riedant keliu.
Trinties jėgos nustatymo formulė
Fizikoje išvardyti trinties tipai aprašomi ta pačia formule skaičiuojant veikiančias jėgas. Ši formulė atrodo taip:
Ft=µN.
Trinties jėga Ft yra lygi trinties koeficiento µ ir atramos reakcijos N sandaugai. Svarstant atitinkamą trinties tipą, tik koeficiento µ reikšmė, kuris yra bematis dydis, keičiasi.
Statinės ir slydimo trinties jėgų atveju µ reikšmė yra maždaug dešimtosios vieneto. µ priklauso nuo besiliečiančių medžiagų, nuo jų paviršiaus šiurkštumo ir nepriklauso nuo kontakto ploto ar slydimo greičio.
Riedėjimo trinties koeficientas µ (paprastai žymimas CR) priklauso nuo riedėjimo kūno elastingumo charakteristikų, nuo jo kietumo, nuo riedėjimo spindulio ir kai kurių kitų. faktoriai. Daugeliui medžiagų šis slinkimo koeficientas yra šimtosios ir tūkstantosios vienybės.
Kadangi µ reikšmę turi daug veiksnių, nėra aiškios matematinės formulės, kaip ją apskaičiuoti. Atsakant į klausimą, kaip rasti trinties koeficientą, reikia pasakyti, kad jis matuojamas eksperimentiniu būdu.
Koeficiento nustatymas µ
Šioje pastraipoje mes apsvarstysime du praktinio µ vertės nustatymo būdus, naudojant slydimo ir atraminės trinties pavyzdį.
Pirmasis būdas atsakyti į klausimą, kaip rasti trinties koeficientą,susideda iš strypo pastatymo ant horizontalios plokštumos, prie kurios pritvirtinamas dinamometras. Strypas ir plokštuma pagaminti iš tiriamų medžiagų poros, pavyzdžiui, stiklo ir medžio. Tolygiai judindami juostą, laikydami už dinamometro, galite nustatyti slydimo jėgą Ft. Žinant strypo masę m, koeficientas µ apskaičiuojamas taip:
µ=Ft / (mg).
Antrasis metodas yra patogus statinės trinties µ nustatymui. Norėdami tai padaryti, turite įdėti juostą ant horizontalios plokštumos. Tada vieną plokštumos galą reikia lėtai pakelti, pakreipdami jį tam tikru kampu į horizontą. Tam tikru kampu θ strypas pradės slysti nuo paviršiaus. Išmatuojant šį kampą, trinties koeficientą µ galima nustatyti pagal lygtį:
µ=tg(θ).
Riedėjimo trinties µ matavimas apima sudėtingesnės sąrankos, vadinamos pasvirusiąja švytuoklę, naudojimą. µ skaičiavimas šiuo atveju atliekamas tiriant judėjimo dinamikos lygtis.
