Isegi kooliajal, seitsmendas-kaheksandas klassis, tutvub iga inimene uue dünaamilise füüsika mõistega – hõõrdumisega. Paljud aga unustavad küpsenuna, mis on hõõrdumine ja kuidas see jõud töötab. Proovime sellest teemast aru saada.
Mõtete määratlus
Hõõrdumine on nähtus, millel on järgmine tähendus: kui kaks keha puutuvad kokku, tekib nende kokkupuutekohas eriline vastastikmõju, mis ei lase kehadel üksteise suhtes edasi liikuda. On selge, et nende kehade vastasmõju väärtust on võimalik välja arvutada. Hõõrdejõud iseloomustab seda interaktsiooni kvantitatiivselt. Kui jäikade kehade vahel tekib hõõrdumine (näiteks raamatu ja raamaturiiuli või õuna ja laua vastasmõju), nimetatakse seda vastasmõju kuivhõõrdumiseks.
Tuleb mõista, et hõõrdumine on jõud, millel on elektromagnetiline iseloom. See tähendab, et selle jõu põhjus on selle või teise keha moodustavate osakeste vastastikmõju.
Mis on hõõrdumine?
Meie maailmas leiduvate esemete mitmekesisuse tõttu saate seda tehateha kindlaks, et igal neist on oma struktuur ja individuaalsed omadused. See tähendab, et erinevate üksuste koostoime on erinev. Paljude füüsikaprobleemide olemuse õigeks mõistmiseks ja pädevaks lahendamiseks on tavaks tinglikult eraldada kolm hõõrdumise tüüpi. Niisiis, analüüsime igaühte eraldi:
- Esimene hõõrdumine on staatiline hõõrdumine, mis tekib siis, kui kahe keha suhteline liikumine puudub. Tema näiteid võime näha igal pool, sest selle hõõrdumise tekitatud jõud hoiab objektid tasakaalus. Näiteks kaubad liikuval konveierilindil, seina löödud nael või inimene, kes seisab põrandal.
- Liughõõrdumine on tinglikult teine hõõrdumine. Libisemise väärtus defineeritakse järgmiselt: kui tasakaalus olevale kehale rakendatakse jõudu, mis on suurem kui staatiline hõõrdejõud, hakkab libisemishõõrdejõud toimima ja keha liigub.
- Ja lõpuks veerehõõrdumine, mis selgitab kahe keha vastasmõju, millest üks veereb üle teise pinna. Veere- ja libisemishõõrdumise erinevus on seletatav sellega, et igasuguse liikumise korral nihkuvad kehapiirkonnad piki kontaktpinna pikkust ning katkenud molekulidevaheliste sidemete asemele tekivad uued. Ja juhul, kui ratas veereb libisemata, purunevad molekulaarsed sidemed rattaosade tõstmisel palju kiiremini kui libisemisel. Selgub, et veerehõõrdejõud on väiksem kui libisemisjõud.
Kus ja kuidas saab hõõrdumist kasutada?
Hõõrdumine onasendamatu nähtus, ilma milleta ei saaks me elementaarseid asju teha: kõndida, istuda või lihts alt esemeid käes hoida. Seetõttu ärge alahinnake hõõrdumise tähtsust. Nagu ütles prantsuse füüsik Guillaume: "Kui hõõrdumist poleks, oleks meie Maa ilma ühegi kareduseta, see oleks nagu vedelikutilk."
Võib-olla parim näide, mis hõõrdumist kõige täpsem alt iseloomustab, on ratta töö. Juba antiikajal märgati, et veerehõõrdejõud on palju väiksemad kui libisemishõõrdejõud. Veerehõõrdumisest tulenevad vaieldamatud eelised panid inimesed raskete ja suuremahuliste koormate teisaldamiseks palke või rulle panema. Aja jooksul täiendasid inimesed oma teadmisi veerehõõrdumise hämmastavatest omadustest, jälgisid esemete liikumist hõõrdejõudude mõjul ja lõpuks leiutasid ratta! Kaasaegses maailmas on võimatu ette kujutada elu ilma nende asendamatute osadeta, sest rattad on iga transpordi teine "mootor"!
Kuidas arvutada hõõrdejõu väärtust?
Nagu iga teine jõud, on ka hõõrdejõul täisarvud. Selleks, et täpselt määrata, kui palju jõudu on vaja liikumiseks või muud tüüpi tööks, on vaja arvutada staatiline hõõrdejõud. Insenerid teevad seda tavaliselt siis, kui nad ehitavad näiteks tehaseid või leiutavad uusi seadmeid. Kuid isegi tavalised koolilapsed seisavad silmitsi teatud ülesannetega, kus on vaja arvutada hõõrdejõud. Nii et seda lugedaväärtus, peate lihts alt kasutama lihtsat valemit: Ffriction=KN, kus k on hõõrdetegur. Kõikide koefitsientide väärtus sõltub alati objekti pinnast, millel keha liigub või interakteerub. "N" meie valemis tähendab toe reaktsioonijõudu kehale. See sõltub eelkõige toe pinnaga kontaktis oleva keha massist.
Arvutage ülesandes oleva jõu väärtus
Oletame, et keha massiga m=3 kg on horisontaalsel tahvlil. Puitplaadi ja kere vaheline hõõrdetegur on 0,3 Kuidas leida hõõrdejõu väärtust? See on väga lihtne, peate vaid ühendama meie väärtused valemiga. Peate lihts alt arvestama, et N on sel juhul võrdne keha massiga (vastav alt Newtoni 3. seadusele). Seega on soovitud jõud (mg)k=(3 kg10 m/s2)0, 3=9 H.
