Νόμος της Τριβής

Εισαγωγή 

Όταν πετάτε μια μπάλα σε μια επιφάνεια, αυτή τείνει να κινείται για κάποιο χρονικό διάστημα με μια συγκεκριμένη ταχύτητα ακόμα και όταν δεν ασκείται δύναμη προς την κατεύθυνση της κίνησης της μπάλας. Σύμφωνα με τον πρώτο νόμο του Νεύτωνα, η μπάλα στο έδαφος πρέπει να συνεχίσει να κινείται. Ωστόσο, σταματά αφού διανύσει μια ορισμένη απόσταση. Η δύναμη που δρα ενάντια στην κίνησή του και την αναγκάζει να σταματήσει αναφέρεται ως τριβή.

Τι είναι η τριβή;

Με απλούστερους όρους, η τριβή μπορεί να οριστεί ως η πρόσφυση που απαιτείται για το περπάτημα χωρίς κύλιση ή ολίσθηση. Αν και η τριβή είναι απαραίτητη και αποδεδειγμένα βοηθητική στις περισσότερες περιπτώσεις, υπάρχουν ορισμένες στιγμές που η υπερβολική τριβή μπορεί να οδηγήσει σε δυσφορία. Σύμφωνα με τα αρχεία, περισσότερο από το 20% της συνολικής ισχύος κινητήρα στα αυτοκίνητα καταναλώνεται για να ξεπεραστεί η δύναμη τριβής των κινούμενων μερών.

Νόμος της τριβής 

Η τριβή έχει κυρίως πέντε διαφορετικούς νόμους. Αυτά είναι τα εξής – 

• Η τριβή του αντικειμένου που κινείται είναι κάθετη και ανάλογη με την κανονική όψη.
• Η τριβή είναι ανεξάρτητη από την περιοχή επαφής.
• Η ταχύτητα καθορίζει σε μεγάλο βαθμό την κινητική τριβή.
• Το αντικείμενο που αντιμετωπίζει την τριβή εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη φύση της επιφάνειας με την οποία έρχεται σε επαφή.
• Ο συντελεστής στατικής τριβής είναι πάντα μεγαλύτερος από τον συντελεστή κινητικής τριβής.

Παράγοντες που επηρεάζουν την τριβή 

Οι εσωτερικοί παράγοντες καθορίζουν σε μεγάλο βαθμό την τριβή σε ένα αντικείμενο. Υπάρχουν δύο κύριοι παράγοντες από τους οποίους εξαρτάται η δύναμη τριβής – 

1 – Η φύση των επιφανειών που έρχονται σε επαφή – Η τριβή καθορίζεται σε μεγάλο βαθμό από την τραχύτητα ή την ομαλότητα των επιφανειών. Εάν η επιφάνεια του αντικειμένου είναι λεία, τότε υπάρχουν μεγαλύτερες πιθανότητες η τριβή να είναι χαμηλή καθώς υπάρχουν λιγότερες ανωμαλίες. Ωστόσο, εάν η επιφάνεια είναι τραχιά, η τριβή αυξάνεται αυτόματα.

2 – Η δύναμη που ασκείται στην επιφάνεια – Όταν ασκείται δύναμη σε ένα αντικείμενο, η τριβή αυξάνεται παρά όλες τις ανωμαλίες.

Τι οδηγεί σε τριβή 

Ο κύριος λόγος πίσω από την τριβή μπορεί να περιγραφεί ως οι ανωμαλίες μεταξύ δύο επιφανειών όταν έρχονται σε επαφή η μία με την άλλη. Εάν ένα αντικείμενο μετακινηθεί πάνω από ένα άλλο, οι επιφανειακές ανωμαλίες εμπλέκονται, οδηγώντας σε υψηλή τριβή. Όσο μεγαλύτερη είναι η τραχύτητα της επιφάνειας, τόσο πιο σημαντική θα είναι η τριβή.

Τύποι τριβής

Υπάρχουν κυρίως τέσσερις διαφορετικοί τύποι τριβής- 

• Στατική τριβή
• Τριβή κύλισης
• Τριβή ολίσθησης
• Τριβή ρευστού

Στατική τριβή: Αυτό μπορεί να περιγραφεί ως δύναμη τριβής που δρα μεταξύ δύο επιφανειών εάν παραμένουν σε ηρεμία. Παραδείγματα στατικής τριβής περιλαμβάνουν το σκι ενάντια στο χιόνι, μια λάμπα που στηρίζεται στο τραπέζι και το τρίψιμο και των δύο χεριών μεταξύ τους για να δημιουργήσετε θερμότητα. Το μs είναι ο συντελεστής στατικής τριβής.

Εδώ είναι η εξίσωση για τη στατική τριβή – Fs (max) =μs N και Fs ≤ μs N

Όπου N είναι η κανονική δύναμη.

Τριβή κύλισης: Η τριβή κύλισης μπορεί να περιγραφεί ως η δύναμη που αντιστέκεται στην κίνηση του αντικειμένου στην επιφάνεια. Ονομάζεται ο πιο αδύναμος τύπος τριβής μεταξύ όλων. Παραδείγματα τριβής κύλισης είναι οι κινούμενοι τροχοί και η κύλιση κορμών στο έδαφος. Το µr είναι ο συντελεστής τριβής κύλισης.

Εδώ είναι η εξίσωση για την τριβή κύλισης – Fr =μr. Ν,

Όπου N είναι η κανονική δύναμη.

Τριβή ολίσθησης: Η τριβή ολίσθησης μπορεί να περιγραφεί ως η αντίσταση που αναπτύσσεται μεταξύ δύο αντικειμένων όταν ολισθαίνουν το ένα πάνω στο άλλο. Ένα παράδειγμα τριβής ολίσθησης περιλαμβάνει την ολίσθηση μπλοκ στο πάτωμα. Το μs είναι ο συντελεστής τριβής ολίσθησης.

Εδώ είναι η εξίσωση για την τριβή ολίσθησης – Fs =μs. N

Όπου N είναι η κανονική δύναμη.

Τριβή ρευστού: Αυτό μπορεί να περιγραφεί ως η τριβή που βρίσκεται στα υγρά στρώματα όταν κινούνται το ένα σε σχέση με το άλλο. Παραδείγματα τριβής ρευστού περιλαμβάνουν το κολύμπι, το μελάνι που ρέει από το στυλό και ούτω καθεξής.

Εφαρμογές τριβής 

Εδώ είναι οι σημαντικές εφαρμογές της τριβής – 

• Η κίνηση των εμβόλων μέσα στον κύλινδρο είναι ένα παράδειγμα τριβής.
• Όταν τα σπιρτόξυλα αναφλέγονται, υφίστανται τριβή.
• Η συγγραφή βιβλίων σε χαρτί χρησιμοποιώντας στυλό είναι δυνατή μόνο λόγω της διαθέσιμης τριβής.

Συμπέρασμα 

Με αυτό, τελειώνουμε το υλικό της μελέτης μας για τους Νόμους της τριβής. Σε αυτήν την Εισαγωγή στους νόμους της τριβής, μελετήσαμε την τριβή και τους νόμους της τριβής σε μήκος. Η τριβή είναι η πρόσφυση που απαιτείται για το περπάτημα χωρίς κύλιση ή ολίσθηση. Αν και η τριβή είναι απαραίτητη και έχει αποδειχθεί χρήσιμη στις περισσότερες περιπτώσεις, υπάρχουν ορισμένες φορές που η υπερβολική τριβή μπορεί να οδηγήσει σε λήψη ή δυσφορία.