ปรากฏการณ์ความขัดแย้งในชีวิตมนุษย์มีทั้งด้านบวกและด้านลบ ในอีกด้านหนึ่ง ถ้าไม่มีมัน การเคลื่อนไหวจะเป็นไปไม่ได้ ในทางกลับกัน เนื่องจากการเสียดสี การสูญเสียพลังงานมหาศาล และวัสดุในการทำงานเกิดขึ้น ในบทความ เราจะพิจารณาจากมุมมองของฟิสิกส์ว่าความเสียดทานคืออะไร และวิธีการหาสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน
ปรากฏการณ์แรงเสียดทาน
การเสียดสีเป็นปรากฏการณ์การติดต่อที่เกิดขึ้นในบริเวณที่มีการสัมผัสกันระหว่างวัตถุต่างๆ และต่อต้านการเคลื่อนไหวซึ่งกันและกัน
ในกลไกการเคลื่อนที่ของของแข็ง มีความเสียดทานสามประเภท:
- กำลังพักผ่อน;
- ทำท่าโดยเลื่อนพื้นผิวทับกัน
- เกิดจากร่างกลิ้ง
การเสียดสีขณะพักเกิดขึ้นเมื่อเราใช้แรงสัมผัสภายนอกกับพื้นผิวบนร่างกายเพื่อขยับ ตัวอย่างที่โดดเด่นของการเสียดสีแบบเลื่อนคือการเลื่อนสกีบนหิมะ สุดท้ายความเสียดทานระหว่างการกลิ้งปรากฏขึ้นเมื่อล้อรถหมุนบนถนน
สูตรกำหนดแรงเสียดทาน
ในทางฟิสิกส์ ประเภทของแรงเสียดทานที่ระบุไว้จะถูกอธิบายโดยสูตรเดียวกันเมื่อคำนวณแรงกระทำ สูตรนี้มีลักษณะดังนี้:
Ft=µN.
แรงเสียดทาน Ft เท่ากับผลคูณของสัมประสิทธิ์การเสียดสี µ และปฏิกิริยารองรับ N เมื่อพิจารณาประเภทแรงเสียดทานที่สอดคล้องกัน เฉพาะค่าของสัมประสิทธิ์ µ ซึ่งเป็นปริมาณไม่มีมิติเปลี่ยนแปลง
ในกรณีของแรงเสียดทานสถิตและเลื่อน ค่าของ µ คือประมาณหนึ่งในสิบของหน่วย µ ขึ้นอยู่กับวัสดุที่สัมผัส ความขรุขระของพื้นผิว และไม่ขึ้นอยู่กับพื้นที่สัมผัสหรือความเร็วในการเลื่อน
สำหรับความเสียดทานในการกลิ้ง ค่าสัมประสิทธิ์ µ (ปกติจะเขียนว่า CR) ขึ้นอยู่กับลักษณะความยืดหยุ่นของตัวลูกกลิ้ง ความกระด้าง รัศมีการหมุน และอื่นๆ ปัจจัย. สำหรับวัสดุส่วนใหญ่ ตัวประกอบการกลิ้งนี้อยู่ในหน่วยร้อยและพันของความสามัคคี
เนื่องจากมีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อค่าของ µ จึงไม่มีสูตรทางคณิตศาสตร์ที่แน่ชัดสำหรับการคำนวณ ตอบคำถามว่าจะหาค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานได้อย่างไร น่าจะบอกว่าวัดจากการทดลอง
การหาสัมประสิทธิ์ µ
ในย่อหน้านี้ เราจะพิจารณาสองวิธีในการกำหนดค่า µ ในทางปฏิบัติโดยใช้ตัวอย่างการเลื่อนและแรงเสียดทานที่พัก
วิธีแรกในการตอบคำถามการหาสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานประกอบด้วยการวางแถบบนระนาบแนวนอนซึ่งติดตั้งไดนาโมมิเตอร์ คานและระนาบทำด้วยวัสดุที่ตรวจสอบแล้ว เช่น แก้วและไม้ โดยการขยับแถบอย่างสม่ำเสมอโดยถือไดนาโมมิเตอร์ คุณสามารถกำหนดแรงเลื่อน Ft เมื่อทราบมวล m ของแท่ง สัมประสิทธิ์ µ คำนวณได้ดังนี้:
µ=Ft / (mg).
วิธีที่สองสะดวกสำหรับการกำหนด µ สำหรับแรงเสียดทานสถิต ในการทำเช่นนี้ คุณต้องวางแถบบนระนาบแนวนอน จากนั้นควรยกปลายเครื่องบินด้านหนึ่งขึ้นช้าๆ โดยเอียงเป็นมุมหนึ่งไปยังขอบฟ้า ที่มุมหนึ่ง θ แท่งจะเริ่มเลื่อนออกจากพื้นผิว โดยการวัดมุมนี้ สัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน µ สามารถหาได้จากสมการ:
µ=tg(θ).
การวัด µ สำหรับการเสียดสีแบบหมุนนั้นเกี่ยวข้องกับการใช้การตั้งค่าที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นซึ่งเรียกว่าลูกตุ้มเอียง การคำนวณ µ ในกรณีนี้ทำได้โดยศึกษาสมการของการเคลื่อนที่แบบไดนามิก
