Հարցին, թե ինչի՞ց է կախված սահող շփման գործակիցը. տրված է հեղինակի կողմից եվրոպականլավագույն պատասխանն է մակերեսային նյութից
մակերեսի կոշտությունից (հարթ, թե ոչ)
հեշտ է ստուգել...
1) ալյումինե սահնակներ ձյան կամ ասֆալտի վրա...
2) երկու փայտե բլոկ՝ ավազացված կամ պարզապես սղոցված...

Պատասխան՝-ից Իլյա Էրեմին[նորեկ]
Սահող շփման ուժ - ուժեր, որոնք առաջանում են շփվող մարմինների միջև՝ նրանց հարաբերական շարժման ընթացքում: Եթե ​​մարմինների միջեւ չկա հեղուկ կամ գազային շերտ (քսում), ապա նման շփումը կոչվում է չոր։ Հակառակ դեպքում շփումը կոչվում է «հեղուկ»։ Չոր շփման բնորոշ տարբերակիչ հատկանիշը ստատիկ շփման առկայությունն է:
Փորձնականորեն հաստատվել է, որ շփման ուժը կախված է մարմինների ճնշումային ուժից միմյանց վրա (աջակցության ռեակցիայի ուժ), քսվող մակերեսների նյութերից, հարաբերական շարժման արագությունից և կախված չէ շփման տարածքից։ (Սա կարելի է բացատրել նրանով, որ ոչ մի մարմին բացարձակապես հավասար չէ: Հետևաբար, շփման իրական տարածքը շատ ավելի փոքր է, քան դիտարկվածը: Բացի այդ, տարածքը մեծացնելով, մենք նվազեցնում ենք մարմինների հատուկ ճնշումը. միմյանց վրա:) Քսող մակերեսները բնութագրող արժեքը կոչվում է շփման գործակից և ամենից հաճախ նշվում է լատինական «k» կամ հունական «μ» տառը: Դա կախված է քսող մակերեսների մշակման բնույթից և որակից: Բացի այդ, շփման գործակիցը կախված է արագությունից: Սակայն ամենից հաճախ այդ կախվածությունը թույլ է արտահայտված, և եթե չափման բարձր ճշգրտություն չի պահանջվում, ապա k-ն կարելի է համարել հաստատուն։
Որպես առաջին մոտարկում, սահող շփման ուժի մեծությունը կարող է հաշվարկվել բանաձևով.
, որտեղ
- սահող շփման գործակիցը,
հենարանի նորմալ ռեակցիայի ուժն է։
Ըստ փոխազդեցության ֆիզիկայի՝ շփումը սովորաբար բաժանվում է.
Չորանում է, երբ փոխազդող պինդները չեն բաժանվում որևէ լրացուցիչ շերտով/քսանյութով. գործնականում շատ հազվադեպ դեպք է: բնորոշիչ տարբերակիչ հատկանիշչոր շփում - զգալի ստատիկ շփման ուժի առկայություն.
Չորացնել չոր քսումով (գրաֆիտի փոշի)
Հեղուկը, տարբեր հաստության հեղուկի կամ գազի (քսանյութի) շերտով բաժանված մարմինների փոխազդեցության ժամանակ, որպես կանոն, առաջանում է պտտվող շփման ժամանակ, երբ պինդ մարմինները ընկղմվում են հեղուկի մեջ.
Խառը, երբ շփման տարածքը պարունակում է չոր և հեղուկ շփման տարածքներ.
Սահման, երբ շփման տարածքը կարող է պարունակել տարբեր բնույթի շերտեր և տարածքներ (օքսիդ թաղանթներ, հեղուկ և այլն) - սահող շփման ամենատարածված դեպքը:
Շփման փոխազդեցության գոտում տեղի ունեցող ֆիզիկաքիմիական պրոցեսների բարդության պատճառով շփման պրոցեսները չեն կարող սկզբունքորեն նկարագրվել դասական մեխանիկայի մեթոդներով։
Մեխանիկական գործընթացներում միշտ կա տրանսֆորմացիա՝ մեծ կամ փոքր չափով մեխանիկական շարժումնյութի շարժման այլ ձևերի մեջ (առավել հաճախ՝ շարժման ջերմային ձևի): Վերջին դեպքում մարմինների փոխազդեցությունները կոչվում են շփման ուժեր։
Շփման մակերևույթների տարբեր վիճակներով տարբեր շփվող մարմինների (պինդ պինդ, հեղուկ կամ գազ, հեղուկ գազ և այլն) շարժման փորձերը ցույց են տալիս, որ շփման ուժերը առաջանում են շփվող մարմինների հարաբերական շարժման ժամանակ և ուղղված է հարաբերական արագության վեկտորի դեմ, որը շոշափում է շփման մակերեսները: Այս դեպքում փոխազդող մարմինները միշտ տաքացվում են։
Շփման ուժերը կոչվում են շոշափող փոխազդեցություններ շփվող մարմինների միջև, որոնք առաջանում են նրանց հարաբերական շարժումից։ Տարբեր մարմինների հարաբերական շարժումից առաջացող շփման ուժերը կոչվում են արտաքին շփման ուժեր։
Շփման ուժեր առաջանում են նաև նույն մարմնի մասերի հարաբերական շարժման ժամանակ։ Նույն մարմնի շերտերի միջև շփումը կոչվում է ներքին շփում։
Իրական շարժումներում միշտ առաջանում են մեծ կամ փոքր մեծության շփման ուժեր։ Հետևաբար, շարժման հավասարումները կազմելիս, խստորեն ասած, շփման ուժը F tr միշտ պետք է ներմուծենք մարմնի վրա ազդող ուժերի թվի մեջ։
Մարմինը շարժվում է միատեսակ և ուղղագիծ, երբ արտաքին ուժը հավասարակշռում է շարժման ընթացքում առաջացող շփման ուժը:
Մարմնի վրա ազդող շփման ուժը չափելու համար բավական է չափել այն ուժը, որը պետք է կիրառվի մարմնին, որպեսզի այն շարժվի առանց արագացման։

Անկյուն և շփման կոն:Շփման ուժի առկայության դեպքում կոպիտ մակերևույթի վրա գտնվող մարմնի հավասարակշռության հետ կապված շատ խնդիրներ կարող են հարմար լուծվել երկրաչափական ճանապարհով: Այդ նպատակով օգտագործվում են անկյուն և շփման կոն հասկացությունները։

Թող պինդ մարմինը ակտիվ ուժերի ազդեցության տակ գտնվի կոպիտ մակերեսի վրա հավասարակշռության սահմանային վիճակում, այսինքն. այնպիսի վիճակ, երբ շփման ուժը հասնում է իր առավելագույն արժեքին նորմալ ռեակցիայի տվյալ արժեքի համար (նկ. 8.4): Այս դեպքում կոպիտ մակերեսի ընդհանուր ռեակցիան շեղվում է քսվող մակերեսների նորմալից դեպի ընդհանուր շոշափող հարթությունը ամենամեծ անկյունով։

Անկյուն φ միջեւ ամբողջական արձագանքկոպիտ մարմինը և նորմալ ռեակցիայի ուղղությունը կոչվում է շփման անկյուն։ Շփման անկյունը φ կախված է շփման գործակիցից, այսինքն.

հետևաբար, tgφ=ƒ, այսինքն. շփման անկյան շոշափողը հավասար է սահող շփման գործակցին։

Շփման կոնն այն կոնն է, որը նկարագրված է սովորական ռեակցիայի ուղղության շուրջ ընդհանուր ռեակցիայի միջոցով:Այն կարելի է ձեռք բերել ակտիվ ուժերը փոխելով այնպես, որ կոպիտ մակերևույթի մարմինը գտնվի հավասարակշռության սահմանային դիրքերում՝ փորձելով հավասարակշռությունից դուրս գալ բոլոր հնարավոր ուղղություններով, որոնք ընկած են շփման մակերեսների ընդհանուր շոշափող հարթությունում։ Եթե ​​շփման գործակիցը բոլոր ուղղություններով նույնն է, ապա շփման կոնը շրջանաձև է։

Եթե ​​նույնը չէ, ապա շփման կոնը շրջանաձև չէ, օրինակ, այն դեպքում, երբ շփվող մակերեսների հատկությունները տարբեր են (մանրաթելերի որոշակի ուղղության պատճառով կամ կախված մարմինների մակերևութային մշակման ուղղությունից. , եթե բուժումը տեղի է ունենում պլանշետի վրա և այլն):

Կոշտ մակերևույթի վրա մարմինը հավասարակշռելու համար անհրաժեշտ և բավարար է, որ մարմնի վրա ազդող ակտիվ ուժերի արդյունքի գործողության գիծն անցնի շփման կոնի ներսում կամ սահմանային վիճակում նրա գեներատորի երկայնքով դրա վերևի միջով (նկ. 8.5): )

Մարմինը չի կարող անհավասարակշռվել որևէ մոդուլային ակտիվ ուժով, եթե նրա գործողության գիծն անցնում է շփման կոնի ներսում, այսինքն. ա<φ.

Եթե ​​առաջացող ակտիվ ուժերի գործողության գիծը չի անցնում շփման կոնի ներսում կամ նրա գեներատորի երկայնքով, այսինքն. ա> φ (նկ. 8.5), ապա կոպիտ մակերեսի վրա մարմինը չի կարող հավասարակշռության մեջ լինել, Q> F.

Առաջադրանք 1.Կոպիտ հորիզոնական մակերեսի վրա հենված մարմինը ենթարկվում է անկյան տակ գտնվող ուժի ա= 10 °: Որոշեք, թե արդյոք մարմինը դուրս կգա հավասարակշռության դիրքից, եթե շփման գործակիցը զ= 0,2 (նկ. 4):

Լուծում. Համընկնող ուժերի հավասարակշռված հարթ համակարգի համար կարող են կազմվել երկու հավասարակշռության հավասարումներ.

Գտեք (2)-ից

,

.

Այդ ժամանակվանից , կամ . Հետո .

Քանի որ ուժը կիրառվում է շփման անկյունից փոքր անկյան տակ, մարմինը չի թողնի հավասարակշռության դիրքը:

Առաջադրանք 2.Մարմնի քաշը 100 Հպահվում է կոպիտ թեք հարթության վրա ուժի կողմից Տ(նկ. 5): Մարմնի և հարթության միջև սահող շփման գործակիցը զ= 0,6. Որոշեք ուժի արժեքը Տերբ մարմինը գտնվում է հարթության վրա հավասարակշռության մեջ, եթե ա= 45 °:

Լուծում. Կան մարմնի սահմանափակող հավասարակշռության երկու դեպք և, համապատասխանաբար, ուժի երկու սահմանափակող արժեք. Տշփման ուժի երկու ուղղությունների համար.

,

որտեղ է գործակիցը՝ հաշվի առնելով շարժման ուղղությունը, = ±1.

Եկեք կազմենք երկու հավասարակշռության հավասարումներ ուժերի կամայական հարթ համակարգի համար:

Օբյեկտիվպտտվող շփման երևույթին ծանոթանալու համար որոշեք քառանիվ սայլի գլորման շփման գործակիցը..

Սարքավորումներբեռնախցիկ, որպես վագոնի մոդել, հորիզոնական երկաթուղի ֆոտոխցիկների հավաքածուով, վայրկյանաչափ, կշիռների հավաքածու:

ՏԵՍԱԿԱՆ ՆԵՐԱԾՈՒԹՅՈՒՆ

Գլորման շփման ուժշարժման դիմադրության շփման մակերևույթի ուժին շոշափելի է, որն առաջանում է գլանաձև մարմինների գլորումից։

Երբ անիվը գլորվում է ռելսի վրա, և՛ անիվը, և՛ ռելսը դեֆորմացվում են: Շփման գոտում նյութի ոչ իդեալական առաձգականության պատճառով առաջանում են միկրոտուբերկուլյոզների, անիվի և ռելսի մակերեսային շերտերի պլաստիկ դեֆորմացման գործընթացները։ Մշտական ​​դեֆորմացիայի պատճառով անիվի հետևում գտնվող երկաթուղու մակարդակն ավելի ցածր է, քան անիվի դիմաց, և անիվը շարժման ընթացքում անընդհատ գլորվում է տուբերկուլյոզի վրա: Շփման գոտու արտաքին մասում անիվը մասամբ սահում է ռելսի երկայնքով: Այս բոլոր գործընթացներում աշխատանքը կատարվում է շարժակազմի շփման ուժով։ Այս ուժի աշխատանքը հանգեցնում է մեխանիկական էներգիայի ցրման, ջերմության փոխակերպման, ուստի շարժվող շփման ուժը ցրող ուժ է։

Շփման գոտու կենտրոնական մասում առաջանում է մեկ այլ շոշափող ուժ՝ սա ստատիկ շփման ուժն է կամ կպչուն ուժանիվի և երկաթուղու նյութը: Շոգեքարշի շարժիչ անիվի համար կպչուն ուժը ձգողական ուժն է, իսկ կոշիկի արգելակով արգելակելիս՝ արգելակման ուժը։ Քանի որ շփման գոտու կենտրոնում անիվի շարժում չկա երկաթուղու համեմատ, կպչուն ուժով աշխատանք չի կատարվում:

Ճնշման բաշխումը անիվի վրա ռելսի կողքից ասիմետրիկ է: Ճնշումն ավելի մեծ է առջևում և ավելի քիչ՝ հետևում (նկ. 1): Հետևաբար, անիվի վրա առաջացած ուժի կիրառման կետը որոշակի փոքր հեռավորությամբ առաջ է շարժվում բառանցքի շուրջ . Պատկերացրեք երկաթուղու ուժը անիվի վրա երկու բաղադրիչի տեսքով: Մեկը շոշափելիորեն ուղղված է շփման գոտուն, դա կպչուն ուժն է F կալանք. Այլ բաղադրիչ Քուղղվում է նորմալ շփման մակերեսին և անցնում անիվի առանցքով:

Եկեք ընդլայնենք, իր հերթին, նորմալ ճնշման ուժը Քերկու բաղադրիչի մեջ՝ ուժ Ն, որը ուղղահայաց է ռելսին և փոխհատուցում է ձգողականության ուժը, և ուժը F որակ, որն ուղղված է ռելսի երկայնքով շարժման դեմ։ Այս ուժը հակադրվում է անիվի շարժմանը և հանդիսանում է պտտվող շփման ուժ։ ճնշման ուժ Քչի առաջացնում ոլորող մոմենտ: Հետևաբար, դրա բաղկացուցիչ ուժերի մոմենտները անիվի առանցքի նկատմամբ պետք է փոխհատուցեն միմյանց. Որտեղ . Գլորման շփման ուժուժին համաչափ ՆԳործող անիվի վրա ռելսին ուղղահայաց.

. (1)

Այստեղ – շարժակազմի շփման գործակիցը.Դա կախված է երկաթուղու և անիվի նյութի առաձգականությունից, մակերեսի վիճակից և անիվի չափսերից։ Ինչպես տեսնում եք, որքան մեծ է անիվը, այնքան ցածր է շարժակազմի շփման ուժը: Եթե ​​ռելսի ձևը վերականգնվեր անիվի հետևում, ապա ճնշման դիագրամը կլիներ սիմետրիկ, և գլորվող շփում չէր լինի: Երբ պողպատե անիվը գլորվում է պողպատե ռելսի երկայնքով, շարժման շփման գործակիցը բավականին փոքր է՝ 0,003–0,005, հարյուրավոր անգամ ավելի քիչ, քան սահող շփման գործակիցը։ Հետեւաբար, ավելի հեշտ է գլորվել, քան քաշել:

Գլորման շփման գործակիցի փորձարարական որոշումը կատարվում է լաբորատոր սարքավորման վրա: Թող սայլը, որը մեքենայի մոդելն է, գլորվի հորիզոնական ռելսերի երկայնքով։ Ռելսերի կողքից դրա վրա գործում են շարժակազմի շփման և կպչման հորիզոնական ուժեր (նկ. 2): Մենք գրում ենք Նյուտոնի երկրորդ օրենքի հավասարումը զանգված ունեցող տրոլեյբուսի դանդաղ շարժման համար մարագացման ուղղությամբ պրոյեկցիայում.

. (2)

Քանի որ անիվների զանգվածը սայլի զանգվածի զգալի մասն է կազմում, անհնար է հաշվի չառնել անիվների պտտվող շարժումը։ Եկեք պատկերացնենք անիվների գլորումը որպես երկու շարժումների գումար՝ փոխադրական շարժում՝ բեռնախցիկի հետ միասին և պտտվող շարժում՝ անիվների առանցքների նկատմամբ։ Մենք միավորում ենք անիվների փոխադրական շարժումը տրոլեյբուսի փոխադրական շարժման հետ՝ դրանց ընդհանուր զանգվածով մ(1) հավասարման մեջ . Անիվների պտտվող շարժումը տեղի է ունենում միայն սոսնձման ուժերի պահի ազդեցության ներքո F sc Ռ. Հիմնական հավասարումը ռոտացիոն դինամիկայի օրենքը(բոլոր անիվների իներցիայի պահի և անկյունային արագացման արտադրյալը հավասար է ուժի պահին) ունի ձև.

. (3)

Ռելսի նկատմամբ անիվի սայթաքման բացակայության դեպքում շփման կետի արագությունը զրոյական է: Սա նշանակում է, որ փոխադրական և պտտվող շարժումների արագությունները հավասար են և հակադիր. Եթե ​​այս հավասարությունը տարբերակված է, ապա մենք ստանում ենք սայլի փոխադրական արագացման և անիվի անկյունային արագությունների հարաբերակցությունը. Այնուհետև (3) հավասարումը ձև է ստանում . Մենք ավելացնում ենք այս հավասարումը (2) հավասարման հետ՝ անհայտ համակցված ուժը վերացնելու համար: Արդյունքում մենք ստանում ենք

. (4)

Ստացված հավասարումը համընկնում է Նյուտոնի երկրորդ օրենքի հավասարման հետ արդյունավետ զանգված ունեցող սայլի փոխադրական շարժման համար. , որն արդեն հաշվի է առնում անիվների պտտման իներցիայի ներդրումը սայլի իներցիային։ Տեխնիկական գրականության մեջ անիվների պտտման շարժման հավասարումը (3) չի օգտագործվում, սակայն անիվների պտույտը հաշվի է առնվում արդյունավետ զանգված ներմուծելով։ Օրինակ, բեռնված վագոնի համար, իներցիայի գործակիցը γ հավասար է 1,05-ի, իսկ դատարկ մեքենայի համար անիվների իներցիայի ազդեցությունն ավելի մեծ է. γ = 1,10.

Գլորվող շփման ուժի փոխարինում (4) հավասարման մեջ մենք ստանում ենք պտտվող շփման գործակցի հաշվարկման բանաձևը

. (5)

Գլանվածքի շփման գործակիցը (5) բանաձևով որոշելու համար պետք է փորձնականորեն չափել ճոպանուղու արագացումը: Դա անելու համար մենք որոշակի արագությամբ հրում ենք սայլը Վ 0 հորիզոնական ռելսերի վրա: Միատեսակ դանդաղ շարժման կինեմատիկայի հավասարումն ունի ձև .

Ճանապարհ Սև ճանապարհորդության ժամանակը տկարելի է չափել, բայց շարժման սկզբնական արագությունը անհայտ է Վ 0 . Այնուամենայնիվ, տեղադրումը (նկ. 3) ունի յոթ վայրկյանաչափ, որոնք չափում են մեկնարկային ֆոտոխցիկից մինչև հաջորդ յոթ ֆոտոխցիկ շարժման ժամանակը: Սա թույլ է տալիս կամ կազմել յոթ հավասարումների համակարգ և բացառել դրանց սկզբնական արագությունը, կամ լուծել այդ հավասարումները գրաֆիկորեն: Համար գրաֆիկական լուծումԵկեք նորից գրենք հավասարաչափ դանդաղ շարժման հավասարումը` բաժանելով այն ժամանակի վրա. .

Յուրաքանչյուր ֆոտոբջիջ շարժման միջին արագությունը գծայինորեն կախված է դեպի ֆոտոբջիջներ շարժվելու ժամանակից: Այսպիսով, կախվածության գրաֆիկը<V>(տ) ուղիղ գիծ է, որի թեքությունը հավասար է արագացման կեսին (նկ. 4)

. (6)

Սայլի չորս անիվների իներցիայի պահը, որոնք շառավղով գլանների տեսքով են. Ռիրենց ընդհանուր զանգվածով մ հաշվարկ,կարելի է որոշել բանաձևով . Այնուհետև անիվների պտտման իներցիայի ուղղումը ձև կընդունի .

ԱՇԽԱՏԱՆՔԻ ԱՎԱՐՏՈՒՄ

1. Որոշեք՝ կշռելով տրոլեյբուսի զանգվածը որոշակի բեռի հետ միասին: Չափել անիվների շառավիղը քայլքի մակերեսին: Չափումների արդյունքները գրանցեք աղյուսակում: մեկ.

Աղյուսակ 1 Աղյուսակ 2

Ս,մ	տ,Հետ	, մ/վրկ
0,070
0,140
0,210
0,280
0,350
0,420
0,490

2. Ստուգեք ռելսերի մակարդակը: Տեղադրեք տրոլեյբուսը ռելսերի սկզբում այնպես, որ տրոլեյբուսի ձողը լինի մեկնարկային ֆոտոսելի բացվածքների դիմաց: Միացրեք էլեկտրամատակարարումը 220 Վ ցանցին:

3. Հրել սայլը ռելսերի երկայնքով, որպեսզի այն հասնի թակարդին և ընկնի դրա մեջ։ Յուրաքանչյուր վայրկյանաչափ ցույց կտա տրոլեյբուսի անցած ժամանակը մեկնարկային ֆոտոխցիկից մինչև իր ֆոտոխցիկը: Կրկնեք փորձը մի քանի անգամ: Աղյուսակում կատարված փորձերից մեկում գրանցեք յոթ վայրկյանաչափերի ընթերցումները: 2.

4. Հաշվարկներ կատարեք. Որոշեք տրոլեյբուսի միջին արագությունը սկզբից մինչև յուրաքանչյուր ֆոտոբջիջ ճանապարհին

5. Հողամասի կախվածություն Միջին արագությունըշարժում դեպի յուրաքանչյուր ֆոտոբջիջ շարժման պահից: Գծապատկերի չափը առնվազն կես էջ է: Նշեք միատեսակ սանդղակ կոորդինատային առանցքների վրա: Կետերի շուրջ ուղիղ գիծ գծեք։

6. Որոշի՛ր արագացման միջին արժեքը։ Դա անելու համար փորձարարական գծի վրա, ինչպես հիպոթենուսի վրա, կառուցեք ուղղանկյուն եռանկյուն. Օգտագործելով բանաձևը (6) գտե՛ք արագացման միջին արժեքը։

7. Հաշվե՛ք անիվների պտտման իներցիայի ուղղումը, դրանք համարելով միատարր սկավառակներ. . Որոշե՛ք (5) բանաձևով շարժակազմի շփման գործակցի միջին արժեքը<μ>.

8. Գնահատեք չափման սխալը գրաֆիկորեն

. (7)

Գրեք արդյունքը μ = <μ>± δμ, P = 90%.

Եզրակացնել, ամփոփել.

ԹԵՍՏԱՅԻՆ ՀԱՐՑԵՐ

1. Բացատրեք պտտվող շփման ուժի պատճառը: Ո՞ր գործոններն են ազդում պտտվող շփման ուժի մեծության վրա:

2. Գրի՛ր պտտվող շփման ուժի օրենքը: Ինչի՞ց է կախված պտտվող շփման գործակիցը:

3. Գրի՛ր հորիզոնական ռելսերի երկայնքով սայլի փոխադրական շարժման դինամիկայի և անիվների պտտվող շարժման հավասարումները։ Ստացեք արդյունավետ զանգված ունեցող տրոլեյբուսի շարժման հավասարումը:

4. Գլանվածքի շփման գործակիցը որոշելու բանաձև բերեք:

5. Բացատրե՛ք ռելսերի վրա գլորվելիս սայլի արագությունը որոշելու գրաֆիկական մեթոդի էությունը։ Ստացե՛ք արագացման բանաձևը.

6. Բացատրեք անիվի պտույտի ազդեցությունը սայլի իներցիայի վրա:

Աշխատանք 17-բ

Նմանատիպ տեղեկատվություն.

Որքա՞ն է ֆիզիկայում շփման գործակիցը և ինչի՞ հետ է այն կապված։ Ինչպե՞ս է այս արժեքը հաշվարկվում: Որքա՞ն է շփման գործակիցի թվային արժեքը: Այս և մի քանի այլ հարցերի պատասխանները, որոնց հիմնական թեման շոշափում է հոդվածի ընթացքում, կտանք։ Իհարկե, մենք կվերլուծենք նաև կոնկրետ օրինակներ, որտեղ մենք բախվում ենք մի երևույթի, որի դեպքում հայտնվում է շփման գործակիցը։

Ի՞նչ է շփումը:

Շփումը փոխազդեցությունների տեսակներից մեկն է, որը տեղի է ունենում միջև նյութական մարմիններ. Երկու մարմինների միջև շփման գործընթաց կա, երբ դրանք շփվում են մեկ կամ մի այլ մակերեսի հետ: Ինչպես փոխազդեցության շատ այլ տեսակներ, շփումը գոյություն ունի բացառապես Նյուտոնի երրորդ օրենքի հաշվին: Ինչպե՞ս է դա ստացվում գործնականում: Վերցնենք երկու բացարձակապես ցանկացած մարմին։ Թող դա լինի երկու միջին չափի փայտե բլոկ:

Եկեք սկսենք նրանց միմյանց կողքով տանել՝ կապ հաստատելով տարածքների շուրջ: Կնկատեք, որ դրանք միմյանց համեմատ տեղափոխելը նկատելիորեն ավելի դժվար կլինի, քան պարզապես օդում տեղափոխելը։ Այստեղ է, որ շփման գործակիցը սկսում է խաղալ իր դերը։ AT այս դեպքըմենք կարող ենք միանգամայն հանգիստ ասել, որ շփման ուժը կարելի է նկարագրել Նյուտոնի երրորդ օրենքով. այն, կիրառվելով առաջին մարմնի վրա, թվայինորեն հավասար կլինի (մոդուլով, ինչպես սիրում են ասել ֆիզիկայում) նույն շփման ուժին, որը կիրառվել է երկրորդի նկատմամբ։ մարմինը. Բայց չմոռանանք, որ Նյուտոնի երրորդ օրենքում կա մի մինուս, որն ասում է, որ ուժերը, թեև բացարձակ արժեքով հավասար են, բայց ուղղված են տարբեր ուղղություններով։ Այսպիսով, շփման ուժը վեկտոր է:

Շփման ուժի բնույթը

սահող շփման ուժ

Ավելի վաղ ասվում էր, որ եթե արտաքին ուժը գերազանցի համապատասխան համակարգի համար թույլատրված որոշակի առավելագույն արժեքը, ապա նման համակարգում ընդգրկված մարմինները կշարժվեն միմյանց նկատմամբ։ Կշարժվի մեկ մարմին, թե երկու, թե ավելի, այս ամենը կարևոր չէ: Կարևոր է, որ այս դեպքում կա սահող շփման ուժ։ Եթե ​​խոսենք նրա ուղղության մասին, ապա այն ուղղված է այն ուղղությամբ, որը հակառակ է սահելու (կամ շարժման) ուղղությանը։ Դա կախված է նրանից, թե ինչ հարաբերական արագություն ունեն մարմինները։ Բայց սա այն է, եթե դուք մտնեք բոլոր տեսակի ֆիզիկական նրբերանգների մեջ:

Հարկ է նշել, որ շատ դեպքերում ընդունված է սահող շփման ուժը համարել անկախ մի մարմնի արագությունից մյուսի նկատմամբ։ Այն նաև կապ չունի ստատիկ շփման ուժի առավելագույն արժեքի հետ։ Հսկայական թվով ֆիզիկական խնդիրներ լուծվում են հենց նույն վարքագծի մոդելի կիրառմամբ, ինչը հնարավորություն է տալիս էապես հեշտացնել լուծման գործընթացը։

Որքա՞ն է սահող շփման գործակիցը:

Սա ոչ այլ ինչ է, քան համաչափության գործակից, որն առկա է որոշակի մարմնի վրա շփման ուժի կիրառման գործընթացը նկարագրող բանաձեւում: Գործակիցը չափազուրկ մեծություն է։ Այսինքն՝ արտահայտվում է բացառապես թվերով։ Այն չի չափվում կիլոգրամով, մետրով կամ այլ բանով։ Գրեթե բոլոր դեպքերում շփման գործակիցը թվային առումով փոքր է միասնությունից։

Ինչի՞ց է դա կախված։

Սահող շփման գործակիցը կախված է երկու գործոնից՝ թե ինչ նյութից են կազմված շփվող մարմինները, և թե ինչպես են վարվում դրանց մակերեսը։ Այն կարող է դաջված լինել, հարթ լինել, և դրա վրա քսել ինչ-որ հատուկ նյութ, որը կա՛մ կնվազեցնի, կա՛մ կմեծացնի շփումը։

Ինչպե՞ս է ուղղված շփման ուժը:

Այն ուղղված է դեպի այն կողմը, որը հակառակ է երկու կամ ավելի շփվող մարմինների շարժման ուղղությանը։ Ուղղության վեկտորը կիրառվում է շոշափող գծի երկայնքով:

Եթե ​​շփումը տեղի է ունենում պինդ և հեղուկի միջև

Այն դեպքում, երբ շփումը տեղի է ունենում ամուր մարմինհեղուկով (կամ գազի որոշ ծավալով) կարելի է խոսել այսպես կոչված մածուցիկ շփման ուժի առաջացման մասին։ Այն, իհարկե, թվային առումով շատ ավելի քիչ կլինի, քան չոր շփման ուժը։ Բայց դրա ուղղությունը (գործողության վեկտորը) մնում է նույնը։ Մածուցիկ շփման դեպքում չի կարելի խոսել հանգստի մասին։

Համապատասխան ուժը կապված է մարմնի արագության հետ։ Եթե ​​արագությունը փոքր է, ապա ուժը համաչափ կլինի արագությանը։ Եթե ​​բարձր է, ապա այն համաչափ կլինի արագության քառակուսու հետ։ Համաչափության գործակիցը անքակտելիորեն կապված կլինի այն մարմինների ձևի հետ, որոնց միջև կա շփում։

Շփման ուժի առաջացման այլ դեպքեր

Այս գործընթացը տեղի է ունենում նաև, երբ մարմինը գլորվում է: Բայց սովորաբար դրանք անտեսվում են խնդիրների դեպքում, քանի որ շարժվող շփման ուժը շատ, շատ փոքր է: Սա, փաստորեն, պարզեցնում է համապատասխան խնդիրների լուծման գործընթացը՝ միաժամանակ պահպանելով վերջնական պատասխանի ճշգրտության բավարար աստիճան։

ներքին շփում

Այս գործընթացը ֆիզիկայում կոչվում է նաև այլընտրանքային «մածուցիկություն» բառով։ Իրականում դա տրանսֆերային երեւույթների ճյուղ է։ Այս գործընթացը բնորոշ է հեղուկ մարմիններին։ Եվ խոսքը ոչ միայն հեղուկների մասին է, այլեւ գազային նյութեր. Մածուցիկության հատկությունը նյութի մի մասի մյուսի նկատմամբ փոխանցմանը դիմակայելն է: Այս դեպքում մասնիկները տեղափոխելու համար անհրաժեշտ աշխատանքը կատարվում է տրամաբանորեն։ Բայց այն ջերմության տեսքով ցրվում է շրջակա տարածության մեջ։

Մածուցիկ շփման ուժը որոշող օրենքը առաջարկվել է Իսահակ Նյուտոնի կողմից։ Դա տեղի է ունեցել 1687 թ. Օրենքը մինչ օրս կրում է մեծ գիտնականի անունը։ Բայց այս ամենը միայն տեսականորեն էր, և փորձնական հաստատումը ստացվեց միայն 19-րդ դարի սկզբին։ Համապատասխան փորձեր են կատարել Կուլոնը, Հագենը և Պուազեյը։

Այսպիսով, մածուցիկ շփման ուժը, որը ազդում է հեղուկի վրա, համաչափ է շերտերի հարաբերական արագությանը, ինչպես նաև տարածքին: Միևնույն ժամանակ, այն հակադարձ համեմատական ​​է այն հեռավորությանը, որի վրա շերտերը գտնվում են միմյանց նկատմամբ: Ներքին շփման գործակիցը համաչափության գործակից է, որն այս դեպքում որոշվում է գազի կամ հեղուկ նյութի տեսակով։

Նույն կերպ կորոշվի ևս մեկ գործակից, որը տեղի է ունենում երկու հոսանքների հարաբերական շարժման իրավիճակներում։ Սա, համապատասխանաբար, հիդրավլիկ շփման գործակիցն է:

Շփման գործակիցը շփման՝ որպես երեւույթի, հիմնական բնութագիրն է։ Այն որոշվում է քսող մարմինների մակերեսների տեսակով և վիճակով։

ՍԱՀՄԱՆՈՒՄ

Շփման գործակիցըկոչվում է շփման ուժը () և մարմնի նորմալ ճնշման ուժը (N) միացնող համաչափության գործակիցը հենարանի վրա։ Ամենից հաճախ շփման գործակիցը նշվում է տառով: Եվ այսպես, շփման գործակիցը ներառված է Կուլոն-Ամոնտոնի օրենքում.

Շփման այս գործակիցը կախված չէ շփման մակերեսների տարածքներից:

Տվյալ դեպքում խոսքը սահող շփման գործակցի մասին է, որը կախված է քսվող մակերեսների համակցված հատկություններից և անչափ մեծություն է։ Շփման գործակիցը կախված է. Շփման գործակիցը որոշվում է էմպիրիկ (փորձնական):

Շփման գործակիցը, որը համապատասխանում է առավելագույն ստատիկ շփման ուժին, շատ դեպքերում ավելի մեծ է, քան շարժման շփման գործակիցը։

Համար ավելինզույգ նյութերի, շփման գործակիցի արժեքը ոչ ավելին է, քան միասնությունը և գտնվում է ներսում

Շփման անկյուն

Երբեմն շփման գործակցի փոխարեն օգտագործվում է շփման անկյունը () որը կապված է գործակցի հետ հարաբերակցությամբ.

Այսպիսով, շփման անկյունը համապատասխանում է հորիզոնի նկատմամբ հարթության թեքության նվազագույն անկյունին, որի դեպքում այս հարթության վրա ընկած մարմինը կսկսի ներքև սահել ծանրության ազդեցության տակ։ Սա կատարում է հավասարությունը.

Շփման իրական գործակիցը

Շփման օրենքը, որը հաշվի է առնում մոլեկուլների, քսող մակերեսների միջև գրավիչ ուժերի ազդեցությունը, գրված է հետևյալ կերպ.

որտեղ - կոչվում է շփման իրական գործակից, - հավելյալ ճնշում, որն առաջանում է միջմոլեկուլային ձգողության ուժերով, S - քսող մարմինների անմիջական շփման ընդհանուր մակերեսը:

Գլանման շփման գործակիցը

Գլորվող շփման գործակիցը (k) կարող է սահմանվել որպես պտտվող շփման ուժի () պահի հարաբերակցությունը այն ուժին, որով մարմինը սեղմվում է հենակետին (N).

Նշենք, որ պտտվող շփման գործակիցը հաճախ նշվում է տառով: Այս գործակիցը, ի տարբերություն վերոնշյալ շփման գործակիցների, ունի երկարության չափ։ Այսինքն, SI համակարգում այն ​​չափվում է մետրերով:

Գլորման շփման գործակիցը շատ ավելի քիչ է, քան սահող շփման գործակիցը:

Խնդիրների լուծման օրինակներ

ՕՐԻՆԱԿ 1

Զորավարժություններ	Պարանը մասամբ ընկած է սեղանի վրա, մի մասը կախված է սեղանից։ Եթե ​​պարանի երկարության մեկ երրորդը կախված է սեղանից, ապա այն սկսում է սահել։ Որքա՞ն է սեղանի վրա պարանի շփման գործակիցը:
Լուծում	Ձգողության ուժի տակ պարանը սահում է սեղանից: Մենք նշում ենք ձգողականության ուժը, որը գործում է պարանի միավորի երկարության վրա, որպես . Այս դեպքում, սահելու սկզբի պահին, ձգողականության ուժը, որը գործում է պարանի կախված մասի վրա, հավասար է. Մինչ սլայդը սկսելը, այս ուժը հավասարակշռվում է շփման ուժով, որը գործում է սեղանի վրա ընկած պարանի մասի վրա. Քանի որ ուժերը հավասարակշռված են, մենք կարող ենք գրել ():
Պատասխանել

ՕՐԻՆԱԿ 2

Զորավարժություններ	Որքա՞ն է մարմնի շփման գործակիցը հարթության վրա (), եթե նրա անցած ուղու կախվածությունը տրված է հավասարմամբ՝ որտեղ հարթությունը հորիզոնի հետ անկյուն է կազմում:
Լուծում	Եկեք գրենք Նյուտոնի երկրորդ օրենքը շարժվող մարմնի վրա կիրառվող ուժերի համար.