የግጭት ሃይል የሰውነት እንቅስቃሴን የሚከለክል አካላዊ መጠን ነው። እንደ አንድ ደንብ, አካላት በጠንካራ, በፈሳሽ እና በጋዝ ነገሮች ውስጥ ሲንቀሳቀሱ ይከሰታል. በሰው ልጅ ህይወት ውስጥ የተለያዩ የግጭት ሀይሎች ትልቅ ሚና ይጫወታሉ፣ ምክንያቱም ከመጠን ያለፈ የሰውነት ፍጥነት መጨመርን ስለሚከላከሉ ነው።
የግጭት ኃይሎች ምደባ
በአጠቃላይ ሁሉም አይነት የግጭት ሃይሎች በሶስት ዓይነቶች ይገለፃሉ፡ የመንሸራተት፣ የመንከባለል እና የማረፍ የግጭት ሃይል። የመጀመሪያው የማይንቀሳቀስ ነው, ሌሎቹ ሁለቱ ተለዋዋጭ ናቸው. በእረፍት ጊዜ መሰባበር ሰውነቱ መንቀሳቀስ እንዳይጀምር ይከለክላል፣ በምላሹም፣ ሲንሸራተቱ፣ በሚንቀሳቀስበት ጊዜ ሰውነት በሌላ አካል ላይ ሲፋጠጥ ግጭት ይኖራል። የሚሽከረከር ግጭት የሚከሰተው ክብ ነገር ሲንቀሳቀስ ነው። አንድ ምሳሌ እንውሰድ። የዓይነቱ (የሮሊንግ ፍሪክሽን ሃይል) አስደናቂ ምሳሌ የመኪና ጎማዎች በአስፋልት ላይ የሚያደርጉት እንቅስቃሴ ነው።
የግጭት ሀይሎች ባህሪ በሁለት አካላት መፋቅ መካከል ጥቃቅን ጉድለቶች መኖራቸው ነው። በዚ ምኽንያት እዚ ድማ ንኻልኦት ሓይልታት ክንከውን ኣሎና።የሚንቀሳቀስ ወይም የሚንቀሳቀስ ነገር፣ የድጋፍ ኤን መደበኛ ምላሽ ኃይል ድምርን ያካትታል፣ እሱም በተገናኙት አካላት ወለል ላይ ቀጥ ብሎ የሚመራ እና የግጭት ኃይል ረ. የኋለኛው ደግሞ ትይዩ ነው። የእውቂያ ወለል እና ከሰውነት እንቅስቃሴ ተቃራኒ ነው።
በሁለት ጠጣር መካከል ያለ ግጭት
የተለያዩ የግጭት ሃይሎች ጉዳይ ሲታሰብ ለሁለት ጠንካራ አካላት የሚከተሉት ቅጦች ተስተውለዋል፡
- የግጭቱ ሃይል ከድጋፍ ቦታው ጋር በትይዩ ይመራል።
- የግጭት ቅንጅት በተገናኙት ንጣፎች ተፈጥሮ እና እንዲሁም እንደ ሁኔታቸው ይወሰናል።
- ከፍተኛው የግጭት ኃይል በእውቂያ ቦታዎች መካከል ከሚሠራው መደበኛ ኃይል ወይም የድጋፍ ምላሽ ጋር ቀጥተኛ ተመጣጣኝ ነው።
- ለተመሳሳይ አካላት የሰውነት መንቀሳቀስ ከመጀመሩ በፊት የግጭት ሃይሉ ይበልጣል ከዚያም የሰውነት እንቅስቃሴ ሲጀምር ይቀንሳል።
- የግጭት ብዛት በእውቂያ ቦታ ላይ የተመካ አይደለም፣ እና በተግባር በተንሸራታች ፍጥነት ላይ የተመካ አይደለም።
ህጎች
በእንቅስቃሴ ህጎች ላይ ያለውን የሙከራ ቁሳቁስ በማጠቃለል፣ ግጭትን በሚመለከት የሚከተሉትን መሰረታዊ ህጎች አዘጋጅተናል፡
- በሁለት አካላት መካከል ለመንሸራተት ያለው ተቃውሞ በመካከላቸው ከሚሠራው መደበኛ ኃይል ጋር ተመጣጣኝ ነው።
- በማሻሸት አካላት መካከል የሚደረግ እንቅስቃሴን መቋቋም በመካከላቸው ባለው የግንኙነት ቦታ ላይ የተመካ አይደለም።
የሁለተኛውን ህግ ለማሳየት የሚከተለውን ምሳሌ ልንሰጥ እንችላለን፡- ብሎክ ወስደህ ወደላይ በማንሸራተት ካንቀሳቀስከው ለእንደዚህ አይነት እንቅስቃሴ አስፈላጊው ሃይልእገዳው በረዥም ጎኑ ላይ ላዩን ሲተኛ እና ከጫፉ ጋር ሲቆም ተመሳሳይ ይሆናል።
በፊዚክስ ውስጥ የተለያዩ የግጭት ኃይሎችን የሚመለከቱ ህጎች የተገኙት በ15ኛው ክፍለ ዘመን መጨረሻ ላይ በሊዮናርድ ዳ ቪንቺ ነው። ከዚያም ለረጅም ጊዜ ተረስተው ነበር, እና በ 1699 ብቻ በፈረንሳዊው መሐንዲስ አሞንቶን እንደገና ተገኝተዋል. ከዚያን ጊዜ ጀምሮ፣ የግጭት ሕጎች ስሙን ይይዛሉ።
ለምንድነው የግጭቱ ሃይል በእረፍት ላይ ከመንሸራተት የሚበልጠው?
በርካታ አይነት የግጭት ሀይሎችን (ማረፊያ እና መንሸራተትን) ስናስብ የማይንቀሳቀስ የግጭት ሃይል ሁልጊዜ ከስታቲክ ፍሪክሽን ኮፊሸንት እና ከድጋፉ ምላሽ ሃይል ያነሰ ወይም እኩል እንደሆነ ልብ ሊባል ይገባል። የግጭት ቅንጅት ለእነዚህ መጥረጊያ ቁሳቁሶች በሙከራ ተወስኖ በተገቢው ሰንጠረዦች ውስጥ ገብቷል።
ተለዋዋጭ ኃይል ልክ እንደ የማይንቀሳቀስ ሃይል በተመሳሳይ መንገድ ይሰላል። በዚህ ሁኔታ ውስጥ ብቻ ፣ የግጭት ቅንጅት በተለይ ለመንሸራተት ጥቅም ላይ ይውላል። የግጭት ጥምርታ ብዙውን ጊዜ በግሪክ ፊደል Μ (mu) ይገለጻል። ስለዚህ፣ የሁለቱም የግጭት ኃይሎች አጠቃላይ ቀመር፡ Ftr=ΜN፣ N የድጋፍ ምላሽ ኃይል ነው።
በእነዚህ አይነት የግጭት ኃይሎች መካከል ያለው ልዩነት ተፈጥሮ በትክክል አልተረጋገጠም። ሆኖም ፣ አብዛኛዎቹ የሳይንስ ሊቃውንት የማይለዋወጥ የግጭት ኃይል ከመንሸራተት የበለጠ ነው ብለው ያምናሉ ፣ ምክንያቱም ሰውነቶቹ ለተወሰነ ጊዜ አንጻራዊ በሆነ እረፍት ላይ ሲሆኑ ፣ ionክ ቦንዶች ወይም የንጣፎች ንጣፎች ማይክሮፎውሽን በገጾቻቸው መካከል ሊፈጠሩ ይችላሉ። እነዚህ ምክንያቶች የስታቲክስ መጨመር ያስከትላሉአመልካች፡
የበርካታ አይነት የግጭት ሃይል ምሳሌ እና መገለጫቸው በመኪና ሞተር ሲሊንደር ውስጥ ያለው ፒስተን ሲሆን ሞተሩ ለረጅም ጊዜ የማይሰራ ከሆነ ለሲሊንደር "የተሸጠ" ነው።
አግድም ተንሸራታች አካል
የእንቅስቃሴ እኩልታ እናገኝለት ለአንድ አካል በውጭ ሃይል እርምጃ Fin ላይ በመንሸራተት መንቀሳቀስ ይጀምራል። በዚህ ሁኔታ የሚከተሉት ኃይሎች በሰውነት ላይ ይሠራሉ፡
- Fv - የውጭ ኃይል፤
- Ftr - ከኃይሉ አቅጣጫ ተቃራኒ የሆነ የግጭት ኃይል Fv;
- N የድጋፍ ምላሽ ሃይል ነው፣ እሱም በፍፁም ዋጋ ከሰውነት P ክብደት ጋር እኩል የሆነ እና ወደ ላይኛው አቅጣጫ ማለትም ወደ እሱ ቀኝ አንግል።
የሁሉም ሃይሎች አቅጣጫዎችን ከግምት ውስጥ በማስገባት የኒውተንን ሁለተኛ ህግ ለዚህ የእንቅስቃሴ ጉዳይ እንጽፋለን፡ Fv - Ftr=ma, የት m - የሰውነት ክብደት, a - እንቅስቃሴን ማፋጠን. Ftr=ΜN, N=P=mg፣ g ነፃ የውድቀት ማጣደፍ እንደሆነ በማወቅ፡- Fv - Μሜትርሰ=ሜትርሀ. ከዚያ፣ ተንሸራታቹ አካል የሚንቀሳቀስበትን ፍጥነት ስንገልጽ፡ a=F በ/ m – Μg.
እናገኛለን።
የጠንካራ የሰውነት እንቅስቃሴ በፈሳሽ ውስጥ
ምን አይነት የግጭት ሃይሎች እንዳሉ ስናስብ በፊዚክስ ውስጥ አንድ ጠቃሚ ክስተት መጥቀስ ይኖርበታል፣ እሱም አንድ ጠንካራ አካል በፈሳሽ ውስጥ እንዴት እንደሚንቀሳቀስ የሚገልጽ ነው። በዚህ ሁኔታ, ስለ ኤሮዳሚክቲክ ግጭት እየተነጋገርን ነው, እሱም የሚወሰነው በፈሳሽ ውስጥ ባለው የሰውነት ፍጥነት ላይ ነው. ሁለት አይነት እንቅስቃሴ አለ፡
- መቼግትር አካል በዝቅተኛ ፍጥነት ይንቀሳቀሳል ፣ አንድ ሰው ስለ ላሚናር እንቅስቃሴ ይናገራል። በ laminar እንቅስቃሴ ውስጥ ያለው የግጭት ኃይል ከፍጥነቱ ጋር ተመጣጣኝ ነው። ለምሳሌ የስቶክስ ህግ ለሉላዊ አካላት።
- የአንድ አካል በፈሳሽ ውስጥ ያለው እንቅስቃሴ ከተወሰነ የመነሻ እሴት ከፍ ባለ ፍጥነት ሲከሰት፣ከዚያም የፈሳሽ ፍሰቶች እዙሮች በሰውነት ዙሪያ መታየት ይጀምራሉ። እነዚህ ሽክርክሪቶች እንቅስቃሴን የሚያደናቅፍ ተጨማሪ ኃይል ይፈጥራሉ፣ በውጤቱም፣ የግጭት ኃይል ከፍጥነቱ ካሬ ጋር ተመጣጣኝ ነው።
የሚንከባለል የግጭት ኃይል ተፈጥሮ
ስለ የግጭት ሀይሎች አይነቶች ሲናገሩ ሮሊንግ ፍጥጫ ሃይልን ሶስተኛው አይነት መጥራት የተለመደ ነው። አንድ አካል በተወሰነ ገጽ ላይ ሲንከባለል እና የዚህ አካል መበላሸት እና መሬቱ ሲከሰት እራሱን ያሳያል። ማለትም፣ ፍፁም የማይለወጥ አካል እና ገጽ ላይ፣ ስለ መንከባለል ግጭት ኃይል ማውራት ምንም ፋይዳ የለውም። ጠጋ ብለን እንመልከተው።
የ rolling friction Coefficient ጽንሰ-ሐሳብ ከተንሸራታች ጋር ተመሳሳይ ነው። በሚንከባለሉበት ጊዜ በሰውነታችን ወለል መካከል ምንም መንሸራተት ስለሌለ የመንከባለል ግጭት መጠን ከመንሸራተት በጣም ያነሰ ነው።
በመቀየሪያው ላይ ተጽዕኖ የሚያሳድረው ዋናው ምክንያት የሜካኒካል ኢነርጂ ውህዱ ለሚሽከረከር ግጭት ሃይል አይነት ነው። በተለይም መንኮራኩሩ በተሰራበት ቁሳቁስ ላይ እንዲሁም በተሸከመው ሸክም ላይ በመመስረት በሚንቀሳቀስበት ጊዜ በመለጠጥ የተበላሸ ነው. የመለጠጥ መለዋወጥ ተደጋጋሚ ዑደቶች የሜካኒካል ኃይልን በከፊል ወደ ሙቀት ኃይል እንዲሸጋገሩ ያደርጋል. በተጨማሪም, ምክንያትጉዳት፣ የመንኮራኩሩ እና የገጹ ንክኪ አስቀድሞ የተወሰነ የተወሰነ የግንኙነት ቦታ አለው።
የሚንከባለል የግጭት ኃይል ቀመር
አገላለጹን መንኮራኩሩን ለሚሽከረከርበት የጉልበት ቅፅበት ከተጠቀምነው የሚሽከረከረው የግጭት ኃይል Ftr.k.=Μ መሆኑን ማግኘት እንችላለን። k N / R፣ እዚህ N የድጋፉ ምላሽ ነው፣ R የመንኮራኩሩ ራዲየስ ነው፣ Μк – ሮሊንግ ፍሪክሽን ኮፊሸን። ስለዚህ፣ የሚሽከረከረው የግጭት ሃይል ከራዲየስ ጋር የተገላቢጦሽ ነው፣ ይህም ትላልቅ ጎማዎች ከትናንሾች ይልቅ ያለውን ጥቅም ያብራራል።
የዚህ ሃይል ከመንኮራኩሩ ራዲየስ ጋር ያለው የተገላቢጦሽ ተመጣጣኝነት እንደሚያሳየው የተለያየ መጠን ያላቸው እና ከተመሳሳይ ቁሳቁስ የተሠሩ ሁለት ጎማዎች ሲሆኑ ትልቅ ራዲየስ ያለው ተሽከርካሪ ቀላል ነው. ጀብዱ።
የጥቅልል ጥምርታ
በዚህ አይነት የግጭት ሃይል ቀመር መሰረት፣የ rolling friction Coefficient Μk የርዝመት ልኬት እንዳለው እናገኛለን። እሱ በዋነኝነት የሚወሰነው በተገናኙት አካላት ባህሪ ላይ ነው። እሴቱ በሮሊንግ ፍሪክሽን ኮፊሸን ወደ ራዲየስ ሬሾ የሚለካው ሮሊንግ ኮፊሸን ይባላል፣ ማለትም፣ Ck=Μk / R ልኬት የሌለው መጠን ነው።
የሮሊንግ ኮፊሸን Ck ከተንሸራታች ግጭት Μtr በእጅጉ ያነሰ ነው። ስለዚህ፣ የትኛው አይነት የግጭት ሃይል ትንሹ ነው የሚለውን ጥያቄ ስንመልስ፣ የሚሽከረከረውን የግጭት ሃይል በደህና ልንጠራው እንችላለን። ለዚህ እውነታ ምስጋና ይግባውና የመንኮራኩሩ ፈጠራ በቴክኖሎጂ እድገት ውስጥ አስፈላጊ እርምጃ እንደሆነ ይቆጠራል.ሰብአዊነት።
የማሽከርከር ሬሾው በስርዓት የተወሰነ ነው እና በሚከተሉት ሁኔታዎች ላይ የተመሰረተ ነው፡
- የመንኮራኩሩ እና የገጽታ ጥንካሬ (በእንቅስቃሴ ወቅት የሚከሰቱ የሰውነት ቅርፆች ትንንሽ ሲሆኑ የመንከባለል መጠን ይቀንሳል)።
- የጎማ ራዲየስ፤
- በተሽከርካሪው ላይ የሚሰራ ክብደት፤
- የእውቅያ ቦታ እና ቅርጹ፤
- viscosity በመንኮራኩሩ እና በገጹ መካከል ባለው ግንኙነት አካባቢ;
- የሰውነት ሙቀት
