แรงเสียดทาน (Ftr.) คือแรงที่เกิดขึ้นเมื่อพื้นผิวของวัตถุทั้งสองสัมผัสกันและขัดขวางการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของวัตถุทั้งสอง ปรากฏขึ้นเนื่องจากแรงแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากอะตอมและโมเลกุล ณ จุดที่วัตถุทั้งสองนี้สัมผัสกัน
หากต้องการหยุดวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ แรงจะต้องกระทำในทิศทางตรงกันข้ามกับทิศทางการเคลื่อนที่ ตัวอย่างเช่น หากคุณดันหนังสือข้ามโต๊ะ หนังสือก็จะเริ่มเคลื่อนไหว แรงที่คุณใช้กับหนังสือจะเคลื่อนตัวหนังสือ หนังสือเลื่อนแล้วช้าลงและหยุดเนื่องจากการเสียดสี
คุณสมบัติของแรงเสียดทาน
แรงเสียดทานที่กล่าวถึงข้างต้นซึ่งปรากฏขึ้นเมื่อวัตถุเคลื่อนที่เรียกว่าภายนอกหรือแห้ง แต่มันสามารถเกิดขึ้นได้ระหว่างส่วนต่างๆ หรือชั้นของวัตถุชิ้นเดียว (ของเหลวหรือก๊าซ) ประเภทนี้เรียกว่าภายใน
คุณสมบัติหลักคือการขึ้นอยู่กับแรงเสียดทานกับความเร็วของการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของร่างกาย
มีคุณสมบัติลักษณะอื่น ๆ :
- เกิดขึ้นเมื่อวัตถุที่เคลื่อนไหวสองตัวสัมผัสกับพื้นผิว
- การกระทำของมันขนานกับพื้นที่สัมผัส
- ตรงข้ามกับเวกเตอร์ความเร็วของร่างกาย
- ขึ้นอยู่กับคุณภาพของพื้นผิว (เรียบหรือหยาบ) และวัตถุที่มีปฏิสัมพันธ์
- รูปร่างหรือขนาดของวัตถุที่เคลื่อนที่ในก๊าซหรือของเหลวจะส่งผลต่อขนาดของแรงเสียดทาน
ประเภทของแรงเสียดทาน
มีหลายประเภท ลองดูความแตกต่างของพวกเขา หนังสือที่เลื่อนอยู่บนโต๊ะได้รับผลกระทบจาก แรงเสียดทานแบบเลื่อน
แรงเสียดทานแบบเลื่อน
โดยที่ N คือแรงปฏิกิริยาของพื้นดิน
โปรดทราบบางสถานการณ์:
หากมีคนขี่จักรยาน แรงเสียดทานที่เกิดขึ้นระหว่างล้อสัมผัสกับถนนคือแรงเสียดทานจากการหมุน แรงประเภทนี้มีค่าน้อยกว่าแรงเสียดทานแบบเลื่อนอย่างมาก
แรงเสียดทานแบบกลิ้ง
คนที่ใช้ล้อ ลูกกลิ้ง และลูกปืนจะใช้ค่าที่น้อยกว่าอย่างเห็นได้ชัดของแรงประเภทนี้ในชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวต่างๆ ของอุปกรณ์
ชาร์ลส์ ออกัสติน คูลอมบ์ ในงานของเขาเกี่ยวกับทฤษฎีแรงเสียดทาน เสนอให้คำนวณแรงเสียดทานกลิ้งดังนี้
โดยที่ γ คือค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสีการหมุน R คือรัศมีของลูกกลิ้งหรือล้อ P คือน้ำหนักของร่างกาย
ลองนึกภาพสถานการณ์ที่คนพยายามย้ายโซฟาจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่ง มีคนใช้แรงบางอย่างบนโซฟา แต่ไม่สามารถขยับได้ สิ่งนี้เกิดขึ้นเพราะโซฟาไม่เร่งความเร็ว นั่นคือผลลัพธ์ของแรงภายนอกที่กระทำต่อโซฟาจะเป็นศูนย์ ดังนั้นความแข็งแกร่งของบุคคลจึงได้รับการชดเชยด้วยแรงที่มีขนาดเท่ากัน แต่มุ่งไปในทิศทางตรงกันข้าม นี่คือแรงเสียดทานสถิต
เอฟ ตร. p. ทำหน้าที่ตอบสนองต่อแรงที่โน้มน้าวให้เกิดการเคลื่อนที่ของวัตถุที่อยู่นิ่ง หากไม่มีอิทธิพลภายนอกต่อวัตถุที่อยู่นิ่ง ขนาดของแรงนี้จะเป็นศูนย์ หากอิทธิพลภายนอกปรากฏขึ้น (F) แรงเสียดทานสถิตจะเพิ่มขึ้นจนถึงสูงสุด จากนั้นร่างกายจะเริ่มเคลื่อนไหว ขนาดของแรงเสียดทานแบบเลื่อนนั้นแทบจะเกิดขึ้นพร้อมกับแรงเสียดทานสถิตสูงสุด
,
μ - ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน
น้ำมันหล่อลื่นซึ่งส่วนใหญ่มักอยู่ในรูปของของเหลวชั้นบาง ๆ ช่วยลดแรงเสียดทาน
ของเหลวหรือก๊าซเป็นสื่อพิเศษที่แรงประเภทนี้แสดงออกมาด้วย ในสภาพแวดล้อมเหล่านี้ แรงเสียดทานจะเกิดขึ้นเฉพาะเมื่อวัตถุเคลื่อนที่เท่านั้น เป็นไปไม่ได้ที่จะพูดถึงแรงเสียดทานสถิตในสื่อเหล่านี้
แรงเสียดทานในของเหลวและก๊าซ
แรงประเภทนี้เรียกว่าแรงต้านทานของตัวกลาง มันทำให้การเคลื่อนที่ของวัตถุช้าลง รูปร่างที่เพรียวบางของวัตถุส่งผลต่อขนาดของแรงลาก - มันจะลดลงอย่างมาก ดังนั้นในการต่อเรือจึงใช้ตัวเรือหรือเรือดำน้ำที่มีความคล่องตัว
แรงต้านทานของตัวกลางขึ้นอยู่กับ:
- ขนาดและรูปร่างทางเรขาคณิตของวัตถุ
- ความหนืดของตัวกลางของเหลวหรือก๊าซ
- สถานะของพื้นผิวของวัตถุ
- ความเร็วของวัตถุสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมที่วัตถุนั้นตั้งอยู่
1. แรงเสียดทานแบบเลื่อนนั้นพุ่งตรงตรงข้ามกับการเคลื่อนไหวของร่างกายที่เป็นไปได้
2. แรงเสียดทานไม่ได้ขึ้นอยู่กับพื้นที่สัมผัสพื้นผิว
3. แรงเสียดทานสูงสุดเป็นสัดส่วนกับค่าปกติ
ความดัน. แรงดันปกติเข้าใจว่าเป็นแรงดันรวมเหนือพื้นที่สัมผัสทั้งหมดของพื้นผิวถู:
4.ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของการเลื่อนขึ้นอยู่กับวัสดุและ
สภาพทางกายภาพของพื้นผิวที่ถู
ปัญหาต่างๆ มากมายที่เกี่ยวข้องกับความสมดุลของร่างกายบนพื้นผิวขรุขระและมีแรงเสียดทานนั้นสามารถแก้ไขได้ด้วยวิธีทางเรขาคณิตได้อย่างสะดวก เพื่อจุดประสงค์นี้พวกเขาใช้ แนวคิดเรื่องมุมและกรวยของแรงเสียดทาน
ปล่อยให้วัตถุแข็งภายใต้การกระทำของแรงกระทำอยู่บนพื้นผิวขรุขระในสภาวะสมดุลที่จำกัด เช่น สถานะดังกล่าวเมื่อแรงเสียดทานถึงค่าสูงสุดตามค่าที่กำหนดของปฏิกิริยาปกติ (รูปที่ 8.4) ในกรณีนี้ ปฏิกิริยารวมของพื้นผิวขรุขระจะเบี่ยงเบนไปจากระนาบปกติถึงระนาบแทนเจนต์ทั่วไปของพื้นผิวที่เสียดสีด้วยมุมที่ยิ่งใหญ่ที่สุด
มุม φ ระหว่างปฏิกิริยารวมของวัตถุที่ขรุขระกับทิศทางของปฏิกิริยาปกติเรียกว่ามุมเสียดสี มุมเสียดสี φ ขึ้นอยู่กับค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสี เช่น
แต่ตามกฎของซี. คูลอมบ์
F=ƒN ดังนั้น tanφ=ƒ คือ ค่าแทนเจนต์ของมุมเสียดสีเท่ากับค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานแบบเลื่อน
กรวยแรงเสียดทานคือกรวยที่อธิบายโดยปฏิกิริยาสมบูรณ์รอบทิศทางของปฏิกิริยาปกติ สามารถรับได้โดยการเปลี่ยนแรงกระทำเพื่อให้วัตถุบนพื้นผิวขรุขระอยู่ในตำแหน่งสมดุลที่จำกัด โดยพยายามออกจากสมดุลในทุกทิศทางที่เป็นไปได้ซึ่งอยู่ในระนาบสัมผัสร่วมของพื้นผิวสัมผัส ถ้าค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานเท่ากันในทุกทิศทาง กรวยแรงเสียดทานจะเป็นวงกลม
ถ้าไม่เท่ากันกรวยแรงเสียดทานจะไม่เป็นวงกลม เช่น ในกรณีที่คุณสมบัติของพื้นผิวสัมผัสแตกต่างกัน (เนื่องจากทิศทางของเส้นใยบางทิศทางหรือขึ้นอยู่กับทิศทางการประมวลผลของพื้นผิวของ ร่างกายหากการประมวลผลเกิดขึ้นบนเครื่องไส ฯลฯ )
เพื่อให้วัตถุมีความสมดุลบนพื้นผิวที่ขรุขระ จำเป็นและเพียงพอที่แนวการออกฤทธิ์ของแรงกระทำลัพธ์ที่เกิดขึ้นซึ่งกระทำต่อวัตถุจะผ่านเข้าไปในกรวยเสียดสีหรือในสถานะจำกัด ไปตามจุดกำเนิดของมันผ่านยอด (รูปที่ .8.5)
วัตถุจะไม่ถูกรบกวนด้วยแรงกระทำของมอดุลัสใดๆ หากแนวการกระทำของมันผ่านเข้าไปในกรวยเสียดสี เช่น แอลฟา<φ.
หากแนวการกระทำของแรงกระทำที่เกิดขึ้นไม่ผ่านภายในกรวยแรงเสียดทานหรือตามแนวกำเนิดของมันนั่นคือ α> φ (รูปที่ 8.5) ดังนั้นร่างกายบนพื้นผิวขรุขระไม่สามารถอยู่ในสมดุลได้ Q> F.
ปัญหาที่ 1- กำหนดโมดูลัสแรงที่บล็อกจะเริ่มเคลื่อนที่ (รูปที่ 6.7, ก)บล็อกน้ำหนัก ถาม = 2 กิโลนิวตัน, ความสูง ชม. = 0,8ม.ความกว้าง ข= 0,6 ม- แรงที่กระทำ ณ จุดหนึ่ง ใน,ทำมุม 30° กับแนวนอน ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานระหว่างบล็อกและพื้นแนวนอน ฉ= 0,2.
สารละลาย- การเคลื่อนไหวของบล็อกสามารถเริ่มต้นได้ในสองกรณี: ก) หากบล็อกเริ่มเลื่อนไปตามระนาบไปทางขวา (รูปที่ 6.7, ข) และ b) ถ้าบล็อกเริ่มเอียงรอบขอบ (รูปที่ 6.7, วี).
ลองพิจารณากรณีแรกกัน- ในกรณีนี้ ยังไม่ทราบจุดที่เกิดปฏิกิริยาของพื้น มาสร้างสมการสมดุล - เท่ากับผลรวมของการฉายภาพของแรงทั้งหมดบนแกนพิกัด (รูปที่ 6.7, ข) ศูนย์
นอกจากนี้เรายังคำนึงถึงการพึ่งพาแรงเสียดทานกับความดันปกติด้วย
ให้เรากำหนดแรงจากระบบสมการนี้ ไม่รวมกองกำลังและ , เราพบ
หากขนาดของแรงมากกว่าค่านี้ บล็อกจะเริ่มเลื่อนไปทางขวา
ลองพิจารณากรณีที่สองในกรณีที่อาจพลิกคว่ำบล็อกรอบซี่โครงได้ กปฏิกิริยาปกติและแรงเสียดทานจะเกิดขึ้นที่จุดนั้น ก(รูปที่ 6.7, วี).
ลองเขียนสมการสมดุลสามสมการและสมการที่สี่ ซึ่งขึ้นอยู่กับแรงเสียดทานกับความดันปกติ:
ในการหาขนาดของแรง ก็เพียงพอที่จะหาค่าของมันจาก (6.3):
หากโมดูลัสแรงมากกว่าค่านี้ บล็อกจะเริ่มพลิกคว่ำใกล้กับขอบ ก.
สามารถใช้สมการ (6.1), (6.2), (6.4) เพื่อหาปฏิกิริยาปกติและแรงเสียดทาน
เมื่อเปรียบเทียบค่าของโมดูลัสแรงในกรณีแรกและกรณีที่สอง เราสรุปได้ว่าเนื่องจากขนาดของแรงในระหว่างการเลื่อนมีค่าน้อยกว่าขนาดของมันในระหว่างการพลิกคว่ำ ดังนั้นเมื่อโมดูลัสของแรงเพิ่มขึ้นจากศูนย์ถึงสูงสุด บล็อกจะถึงก่อน เริ่มเลื่อนและไม่พลิกคว่ำ
2 แรงเสียดทานแบบกลิ้ง
แรงเสียดทานจากการกลิ้งเกิดขึ้นเนื่องจากการเสียรูปของตัวกลิ้งและพื้นผิวรองรับ ซึ่งในความเป็นจริงไม่ได้แข็งเต็มที่ ดังนั้นการสัมผัสระหว่างร่างกายกับพื้นผิวจึงเกิดขึ้นในบริเวณหนึ่ง (รูปที่ 6.8, ก- ปฏิกิริยาปกติจะเปลี่ยนไปสัมพันธ์กับศูนย์กลางของลูกกลิ้งด้วยจำนวนหนึ่งตามทิศทางการเคลื่อนที่ซึ่งเมื่อร่างกายออกจากสมดุลจะถึงค่าสูงสุดและเรียกว่าค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานการหมุน f k (รูปที่ 6.8, ข).
ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานการหมุนมีมิติของความยาว ตรงกันข้ามกับค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานแบบเลื่อนไร้มิติ โดยทั่วไปแล้วปฏิกิริยาปกติจะดำเนินการผ่านศูนย์กลางของลานสเก็ตโดยเพิ่มแรงสองสามแรงให้กับร่างกายสักครู่ (รูปที่ 6.9, วี) ซึ่งเรียกว่าโมเมนต์แรงเสียดทานขณะกลิ้ง:
สำหรับลูกกลิ้งที่อยู่นิ่ง เราจะรวบรวมสมการสมดุลสามสมการ (รูปที่ 6.8, วี):
จากนิพจน์สุดท้าย เราได้เงื่อนไขว่าล้อจะหมุนได้โดยไม่ลื่นไถล
โดยปกติจะเป็นไปตามเงื่อนไขนี้ ดังนั้นในการเริ่มกลิ้งลูกกลิ้งจึงต้องใช้แรงน้อยกว่าการเริ่มเลื่อน
แรงเสียดทาน () คือแรงที่เกิดขึ้นระหว่างการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของวัตถุ เป็นที่ยอมรับในเชิงประจักษ์ว่าแรงเสียดทานแบบเลื่อนขึ้นอยู่กับแรงกดร่วมกันของวัตถุ (ปฏิกิริยารองรับ) (N) วัสดุของพื้นผิวของวัตถุที่ถู และความเร็วของการเคลื่อนที่สัมพัทธ์
คำนิยาม
ปริมาณทางกายภาพที่กำหนดลักษณะของพื้นผิวที่ถูเรียกว่า ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน- ส่วนใหญ่แล้วค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานจะแสดงด้วยตัวอักษร k หรือ
โดยทั่วไปค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสีจะขึ้นอยู่กับความเร็วของการเคลื่อนที่ของวัตถุที่สัมพันธ์กัน ควรสังเกตว่าการพึ่งพามักจะไม่นำมาพิจารณาและค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานแบบเลื่อนถือว่าคงที่ โดยส่วนใหญ่แล้วจะมีแรงเสียดทาน
ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานแบบเลื่อนเป็นปริมาณที่ไม่มีมิติ ค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสีขึ้นอยู่กับ: คุณภาพของการรักษาพื้นผิว, การถู, การปรากฏตัวของสิ่งสกปรก, ความเร็วของการเคลื่อนไหวของวัตถุที่สัมพันธ์กัน ฯลฯ ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานถูกกำหนดโดยเชิงประจักษ์ (ทดลอง)
ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานซึ่งสอดคล้องกับแรงเสียดทานสถิตสูงสุด ในกรณีส่วนใหญ่จะมากกว่าค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานแบบเลื่อน
สำหรับคู่วัสดุจำนวนมาก ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานจะไม่เกินความสามัคคีและอยู่ภายใน
ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของคู่ของร่างกายใด ๆ ที่พิจารณาแรงเสียดทานนั้นได้รับอิทธิพลจากความดัน ระดับของการปนเปื้อน พื้นที่ผิวของร่างกาย และสิ่งอื่น ๆ ที่มักจะไม่นำมาพิจารณา ดังนั้นค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานที่ระบุในตารางอ้างอิงจึงตรงกับความเป็นจริงภายใต้เงื่อนไขที่ได้รับเท่านั้น ดังนั้นค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานจึงไม่สามารถถือว่าไม่เปลี่ยนแปลงสำหรับตัวถูคู่เดียวกัน ดังนั้นค่าสัมประสิทธิ์หนามจึงมีความโดดเด่นสำหรับพื้นผิวแห้งและพื้นผิวที่มีการหล่อลื่น ตัวอย่างเช่น ค่าสัมประสิทธิ์การเลื่อนของตัววัสดุที่ทำด้วยทองแดงและตัวของเหล็กหล่อหากพื้นผิวของวัสดุแห้งจะเท่ากับ สำหรับวัสดุคู่เดียวกัน ค่าสัมประสิทธิ์การเลื่อนเมื่อมีสารหล่อลื่น
ตัวอย่างการแก้ปัญหา
ตัวอย่างที่ 1
ออกกำลังกาย | โซ่โลหะบางวางอยู่บนโต๊ะแนวนอน (รูปที่ 1) ความยาวเท่ากับ , มวล . ปลายโซ่ห้อยอยู่เหนือขอบโต๊ะ หากความยาวของส่วนที่ห้อยของโซ่เป็นเพียงเศษเสี้ยวของความยาวของโซ่ทั้งหมด ก็จะเริ่มเลื่อนลงมาตามโต๊ะ ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานระหว่างโซ่กับโต๊ะจะเป็นเท่าใด ถ้าโซ่มีความยาวสม่ำเสมอกัน
|
สารละลาย | โซ่เคลื่อนที่ภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง ให้แรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อหน่วยความยาวของโซ่เท่ากับ ในกรณีนี้ ในขณะที่การเลื่อนเริ่มขึ้น แรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อส่วนที่ยื่นออกมาจะเป็น: ก่อนที่จะเริ่มการเลื่อน แรงนี้จะถูกปรับให้สมดุลด้วยแรงเสียดทานที่กระทำกับส่วนของโซ่ที่วางอยู่บนโต๊ะ: เนื่องจากแรงมีความสมดุล เราสามารถเขียน (): |
คำตอบ |
ตัวอย่างที่ 2
ออกกำลังกาย | ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของร่างกายบนระนาบเอียงจะเป็นเท่าใด ถ้ามุมเอียงของระนาบเท่ากันและความยาวของมันเท่ากับ ร่างกายเคลื่อนที่ไปตามระนาบด้วยความเร่งคงที่ในช่วงเวลา t |
สารละลาย | ตามกฎข้อที่สองของนิวตัน ผลลัพธ์ของแรงที่กระทำต่อวัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร่งจะเท่ากับ: ในการฉายภาพบนแกน X และ Y ของสมการ (2.1) เราได้รับ: |
แรงเสียดทานเกิดขึ้นเมื่อวัตถุสัมผัสกันโดยตรง ขัดขวางการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ และแรงเสียดทานพุ่งไปตามพื้นผิวสัมผัสเสมอ
แรงเสียดทานมีลักษณะเป็นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่นเดียวกับแรงยืดหยุ่น แรงเสียดทานระหว่างพื้นผิวของของแข็งทั้งสองเรียกว่าแรงเสียดทานแห้ง แรงเสียดทานระหว่างของแข็งกับของเหลวหรือก๊าซเรียกว่าแรงเสียดทานแบบหนืด
แยกแยะ แรงเสียดทานสถิต, แรงเสียดทานแบบเลื่อนและ แรงเสียดทานแบบกลิ้ง.
แรงเสียดทานสถิต- เกิดขึ้นไม่เพียงแต่เมื่อพื้นผิวด้านหนึ่งเลื่อนทับอีกพื้นผิวหนึ่งเท่านั้น แต่ยังเกิดขึ้นเมื่อพยายามทำให้เกิดการเลื่อนนี้ด้วย แรงเสียดทานสถิตช่วยให้โหลดบนสายพานลำเลียงที่กำลังเคลื่อนที่ไม่ลื่นไถล ช่วยยึดตะปูที่ตอกเข้าไปในบอร์ด ฯลฯ
แรงเสียดทานสถิตคือแรงที่ป้องกันไม่ให้วัตถุหนึ่งเคลื่อนที่สัมพันธ์กับอีกวัตถุหนึ่ง โดยจะพุ่งเข้าหาแรงที่กระทำจากภายนอกขนานกับพื้นผิวสัมผัสเสมอ ส่งผลให้วัตถุเคลื่อนออกจากตำแหน่ง
ยิ่งมีแรงโน้มน้าวให้ร่างกายเคลื่อนออกจากตำแหน่งมากเท่าใด แรงเสียดทานสถิตก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น อย่างไรก็ตาม สำหรับวัตถุที่สัมผัสกันสองตัวใด ๆ จะมีค่าสูงสุดที่แน่นอน (F tr.p.) สูงสุดมากกว่าที่ไม่สามารถเป็นได้และไม่ได้ขึ้นอยู่กับพื้นที่สัมผัสของพื้นผิว:
(F tr.p.) สูงสุด = μ p N,
ที่ไหน ไมโครพี- ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิต เอ็น- แรงปฏิกิริยาภาคพื้นดิน
แรงเสียดทานสถิตสูงสุดขึ้นอยู่กับวัสดุของตัวเครื่องและคุณภาพของการประมวลผลของพื้นผิวสัมผัส
แรงเสียดทานแบบเลื่อน- หากเราใช้แรงกับร่างกายจนเกินแรงเสียดทานสถิตสูงสุด ร่างกายก็จะเคลื่อนไหวและเริ่มเคลื่อนไหว แรงเสียดทานที่เหลือจะถูกแทนที่ด้วยแรงเสียดทานแบบเลื่อน
แรงเสียดทานแบบเลื่อนยังเป็นสัดส่วนกับแรงดันปกติและแรงปฏิกิริยารองรับ:
F tr = μN
แรงเสียดทานแบบกลิ้ง- หากวัตถุไม่เลื่อนบนพื้นผิวของวัตถุอื่น แต่ม้วนเหมือนล้อ แรงเสียดทานที่เกิดขึ้น ณ จุดที่สัมผัสกันเรียกว่าแรงเสียดทานจากการกลิ้ง เมื่อล้อหมุนไปตามพื้นผิวถนน ล้อจะกดเข้าอย่างต่อเนื่อง จึงมีรอยกระแทกด้านหน้าเสมอซึ่งต้องเอาชนะให้ได้ นี่คือสิ่งที่ทำให้เกิดแรงเสียดทานจากการกลิ้ง ยิ่งถนนแข็ง แรงเสียดทานจากการหมุนก็จะยิ่งลดลง
แรงเสียดทานแบบหมุนยังเป็นสัดส่วนกับแรงปฏิกิริยาของส่วนรองรับด้วย:
F tr.kach = μ kach N,
ที่ไหน μคุณภาพ- ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานการหมุน
เพราะว่า คุณภาพμ<< μ ภายใต้แรงที่เท่ากัน แรงเสียดทานแบบหมุนจะน้อยกว่าแรงเสียดทานแบบเลื่อนมาก
สาเหตุของการเสียดสีคือความหยาบของพื้นผิวของวัตถุที่สัมผัสกันและแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลที่จุดที่สัมผัสกันของวัตถุที่ถู ในกรณีแรก พื้นผิวที่ดูเรียบจริง ๆ แล้วจะมีความผิดปกติระดับจุลภาค ซึ่งเมื่อเลื่อนจะจับกันและรบกวนการเคลื่อนไหว ในกรณีที่สอง แรงดึงดูดนั้นปรากฏแม้พื้นผิวที่ขัดเงาอย่างดีก็ตาม
วัตถุแข็งที่เคลื่อนที่ไปในของเหลวหรือก๊าซจะถูกกระทำโดย แรงต้านทานปานกลางมุ่งตรงต่อความเร็วของร่างกายสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อมและขัดขวางการเคลื่อนไหว
แรงต้านทานของตัวกลางจะปรากฏเฉพาะระหว่างการเคลื่อนไหวของวัตถุในตัวกลางนี้เท่านั้น ไม่มีอะไรที่เหมือนกับแรงเสียดทานสถิตที่นี่ ในทางตรงกันข้าม วัตถุในน้ำสามารถเคลื่อนย้ายได้ง่ายกว่าบนพื้นผิวแข็งมาก
คำนิยาม
จากสมการที่สอง:
แรงเสียดทาน:
เมื่อแทนนิพจน์ของแรงเสียดทานลงในสมการแรก เราจะได้:
เมื่อเบรกจนหยุดสนิท ความเร็วของบัสจะลดลงจากค่าเป็นศูนย์ ดังนั้นบัสจึง:
เราได้รับความสัมพันธ์ทางด้านขวามือในการเร่งความเร็วรถบัสระหว่างการเบรกฉุกเฉิน:
เวลาที่รถบัสจอดสนิทคือที่ไหน:
ความเร่งด้วยแรงโน้มถ่วง m/s
เราคำนวณค่าตัวเลขของปริมาณทางกายภาพแทนค่าตัวเลข:
ตัวอย่างที่ 2
ออกกำลังกาย | ร่างเล็กๆ ถูกวางบนระนาบเอียงที่ทำมุมกับขอบฟ้าแล้วปล่อยออกมา วัตถุจะเดินทางในระยะทางเท่าใดใน 3 วินาที ถ้าค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานระหว่างวัตถุกับพื้นผิวเท่ากับ 0.2 |
สารละลาย | ลองวาดภาพและระบุแรงทั้งหมดที่กระทำต่อร่างกาย
ร่างกายถูกกระทำโดยแรงโน้มถ่วง แรงปฏิกิริยาของพื้นดิน และแรงเสียดทาน ลองเลือกระบบพิกัดดังแสดงในรูป และฉายภาพความเท่าเทียมกันของเวกเตอร์นี้บนแกนพิกัด: จากสมการที่สอง: |