የሚንከባለል የግጭት ኃይል፡ መግለጫ፣ ቀመር

2024 ደራሲ ደራሲ: Angel Austin | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2023-12-17 05:15

ፍሪክሽን በማናቸውም የሚሽከረከሩ እና ተንሸራታች የስልቶች ክፍሎችን ለመቀነስ አንድ ሰው የሚታገልበት አካላዊ ክስተት ነው። በዚህ ጽሑፍ ውስጥ፣ ከፊዚክስ አንፃር፣ የመንከባለል ኃይል ምን እንደሆነ እንመለከታለን።

በተፈጥሮ ውስጥ ምን አይነት የግጭት ሃይሎች አሉ?

በመጀመሪያ ደረጃ፣ ግጭት ከሌሎች የግጭት ኃይሎች መካከል ምን ቦታ እንደሚወስድ አስቡበት። እነዚህ ኃይሎች የሚነሱት በሁለት የተለያዩ አካላት ግንኙነት ምክንያት ነው። ጠንካራ, ፈሳሽ ወይም ጋዝ አካላት ሊሆን ይችላል. ለምሳሌ፣ በትሮፖስፌር ውስጥ ያለው አውሮፕላን በረራ በሰውነቱ እና በአየር ሞለኪውሎች መካከል ግጭት ሲኖር አብሮ አብሮ ይመጣል።

ጠንካራ አካላትን ብቻ ከግምት ውስጥ በማስገባት የእረፍት ፣ የመንሸራተት እና የመንከባለል ግጭት ኃይሎችን ለይተናል። እያንዳንዳችን አስተውለናል-በመሬቱ ላይ አንድ ሳጥን ለማንሳት, በመሬቱ ወለል ላይ የተወሰነ ኃይል መተግበር አስፈላጊ ነው. ሳጥኖቹን ከእረፍት የሚያመጣው የኃይል ዋጋ ከቀሪው የግጭት ኃይል ጋር እኩል ይሆናል. የኋለኛው የሚሰራው በሳጥኑ ግርጌ እና በወለሉ ወለል መካከል ነው።

እንዴትሳጥኑ እንቅስቃሴውን ከጀመረ በኋላ ይህንን እንቅስቃሴ አንድ ወጥ ሆኖ ለማቆየት የማያቋርጥ ኃይል መተግበር አለበት። ይህ እውነታ በወለሉ እና በሳጥኑ መካከል ባለው ግንኙነት መካከል የተንሸራተቱ የግጭት ኃይል በሁለተኛው ላይ ይሠራል. እንደ ደንቡ፣ ከስታቲክ ግጭት በብዙ በአስር በመቶ ያነሰ ነው።

የጠንካራ ቁሶችን ክብ ሲሊንደሮች በሳጥኑ ስር ካስቀመጡ እሱን ለማንቀሳቀስ በጣም ቀላል ይሆናል። የሚሽከረከረው የግጭት ኃይል በሳጥኑ ስር ባለው እንቅስቃሴ ሂደት ውስጥ በሚሽከረከሩት ሲሊንደሮች ላይ ይሠራል። ብዙውን ጊዜ ከቀደሙት ሁለት ኃይሎች በጣም ያነሰ ነው. ለዛም ነው የሰው ልጅ የመንኮራኩሩ ፈጠራ ወደ እድገት ትልቅ ዝላይ የሆነው።

የሚንከባለል ግጭት አካላዊ ተፈጥሮ

ለምንድነው የሚንከባለል ግጭት የሚከሰተው? ይህ ጥያቄ ቀላል አይደለም. ለእሱ መልስ ለመስጠት, በማሽከርከር ሂደት ውስጥ በተሽከርካሪው እና በንጣፍ ላይ ምን እንደሚፈጠር በዝርዝር መመርመር አለበት. በመጀመሪያ ደረጃ, እነሱ ፍጹም ለስላሳዎች አይደሉም - የመንኮራኩሩ ገጽታ, ወይም የሚሽከረከርበት ቦታ. ሆኖም ግን, ይህ የግጭት ዋና መንስኤ አይደለም. ዋናው ምክንያት የአንድ ወይም ሁለቱም አካላት መበላሸት ነው።

ማንኛውም አካል ምንም አይነት ጠንካራ ነገር ቢሰራ የተበላሸ ነው። የሰውነት ክብደት በጨመረ መጠን በላዩ ላይ የሚፈጥረው ጫና እየጨመረ ይሄዳል, ይህም ማለት በተገናኘበት ቦታ ላይ እራሱን ይቀይራል እና ፊቱን ያበላሻል. በአንዳንድ ሁኔታዎች ይህ ቅርጸ-ቁምፊ በጣም ትንሽ ስለሆነ ከመለጠጥ ገደብ አይበልጥም።

Bተሽከርካሪው በሚሽከረከርበት ጊዜ, ከመሬት ጋር ያለው ግንኙነት ከተቋረጠ በኋላ የተበላሹ ቦታዎች የመጀመሪያውን መልክ ይመለሳሉ. ቢሆንም፣ እነዚህ ቅርፆች በሳይክል ይደገማሉ መንኮራኩር አዲስ አብዮት። ማንኛውም ሳይክሊካል መበላሸት, ምንም እንኳን በመለጠጥ ገደብ ውስጥ ቢወድቅም, ከሂስተር ጋር አብሮ ይመጣል. በሌላ አነጋገር, በአጉሊ መነጽር ደረጃ, የሰውነት ቅርጽ ከመበላሸቱ በፊት እና በኋላ የተለያየ ነው. መንኮራኩሩ በሚንከባለልበት ጊዜ የዲፎርሜሽን ዑደቶች ጅብ ወደ ሃይል “መበታተን” ይመራል፣ ይህም ራሱን በተግባር በሚገለባበጥ የግጭት ሃይል መልክ ያሳያል።

ፍፁም አካል ሮሊንግ

በዚህ ሁኔታ ውስጥ ባለው አካል ስር የማይለዋወጥ ነው ማለታችን ነው። ሃሳባዊ መንኮራኩር ከሆነ ላይ ላዩን የሚገናኝበት ቦታ ዜሮ ነው (በመስመሩ ላይ ያለውን ወለል ይነካል።

በማይለወጥ ጎማ ላይ የሚንቀሳቀሱትን ሀይሎች እንለይ። በመጀመሪያ ፣ እነዚህ ሁለት ቀጥ ያሉ ኃይሎች ናቸው-የሰውነት ክብደት P እና የድጋፍ ምላሽ ኃይል N. ሁለቱም ኃይሎች በጅምላ መሃል (የጎማ ዘንግ) ውስጥ ያልፋሉ ፣ ስለሆነም የማሽከርከር ችሎታን በመፍጠር አይሳተፉም። ለእነሱ፡-

መጻፍ ይችላሉ

P=N

በሁለተኛ ደረጃ እነዚህ ሁለት አግድም ሀይሎች ናቸው፡ ውጫዊ ሃይል ኤፍ መንኮራኩሩን ወደ ፊት የሚገፋ (በመሀል መሃል ያልፋል) እና የሚንከባለል የግጭት ሀይል f_r። የኋለኛው ጉልበት M ይፈጥራል። ለእነሱ የሚከተሉትን እኩልነቶች መፃፍ ይችላሉ፡

M=f_rr;

F=f_r

የመሽከርከሪያው ራዲየስ እዚህ ነው። እነዚህ እኩልነቶች በጣም ጠቃሚ መደምደሚያ ይይዛሉ. የግጭት ኃይል f_r እጅግ በጣም ትንሽ ከሆነ፣ ያ ማለት ነው።አሁንም መንኮራኩሩ እንዲንቀሳቀስ የሚያደርገውን ሽክርክሪት ይፈጥራል. የውጪው ኃይል F ከf_r ጋር እኩል ስለሆነ ማንኛውም ማለቂያ የሌለው የF እሴት መንኮራኩሩ እንዲንከባለል ያደርገዋል። ይህ ማለት የሚንከባለል አካል ተስማሚ ከሆነ እና በሚንቀሳቀስበት ጊዜ የአካል መበላሸት ካላጋጠመው ስለማንኛውም የሚንከባለል የግጭት ኃይል ማውራት አያስፈልግም።

ሁሉም ነባር አካላት እውነተኛ ናቸው፣ ማለትም፣ የአካል መበላሸት ያጋጥማቸዋል።

እውነተኛ አካል እየተንከባለል

አሁን ከላይ የተገለጸውን ሁኔታ ለትክክለኛ (የሚበላሹ) አካላትን ጉዳይ አስቡበት። በተሽከርካሪው እና በገጹ መካከል ያለው የግንኙነት ቦታ ዜሮ አይሆንም፣ የተወሰነ የተወሰነ እሴት ይኖረዋል።

ኃይሎቹን እንመርምር። በአቀባዊ ኃይሎች ተግባር ማለትም በድጋፉ ክብደት እና ምላሽ እንጀምር። አሁንም እኩል ናቸው፣ ማለትም፡

N=P

ነገር ግን ኃይሉ N አሁን በአቀባዊ ወደላይ የሚሠራው በተሽከርካሪው ዘንግ በኩል አይደለም፣ነገር ግን በሩቅ በትንሹ ይቀየራል መ. የመንኮራኩሩ ግንኙነት ቦታ እንደ አራት ማዕዘን ስፋት ካሰብን, የዚህ አራት ማዕዘን ርዝመት የመንኮራኩሩ ውፍረት እና ስፋቱ ከ 2መ ጋር እኩል ይሆናል.

አሁን ወደ አግድም ሀይሎች ግምት እንሂድ። የውጪው ኃይል F አሁንም ማሽከርከርን አይፈጥርም እና ከግጭት ኃይል ጋር እኩል ነው f_r በፍፁም እሴት ማለትም፡

F=f_r።

ወደ ሽክርክር የሚያመሩ ኃይሎች ቅፅበት f_r እና የድጋፍ ምላሽ N ይፈጥራል። በተጨማሪም እነዚህ አፍታዎች በተለያዩ አቅጣጫዎች ይመራሉ ። ተዛማጅ አገላለጽ ነውአይነት፡

M=Nd - f_rr

ወጥ በሆነ እንቅስቃሴ፣ ቅጽበት M ከዜሮ ጋር እኩል ይሆናል፣ ስለዚህ እናገኛለን፡

Nd - f_rr=0=>

f_r=d/rN

የመጨረሻው እኩልነት፣ ከላይ የተፃፉትን ቀመሮች ከግምት ውስጥ በማስገባት እንደሚከተለው እንደገና መፃፍ ይቻላል፡

F=d/rP

በእውነቱ፣ የሚንከባለል የግጭት ኃይልን ለመረዳት ዋናውን ቀመር አግኝተናል። በተጨማሪ በጽሁፉ ውስጥ እንመረምረዋለን።

የሚንከባለል መከላከያ ኮፊሸን

ይህ ቅንጅት አስቀድሞ ከላይ ቀርቧል። የጂኦሜትሪክ ማብራሪያም ተሰጥቷል። እየተነጋገርን ያለነው ስለ ዲ. በግልጽ ለማየት እንደሚቻለው, ይህ እሴት በጨመረ መጠን, ጊዜው እየጨመረ በሄደ መጠን የድጋፉን ምላሽ ኃይል ይፈጥራል, ይህም የመንኮራኩሩን እንቅስቃሴ ይከላከላል.

የ rolling resistance Coefficient d፣ ከስታቲክ እና ተንሸራታች ፍጥጫ ቅንጅቶች በተቃራኒ፣ የመጠን እሴት ነው። የሚለካው በክፍል ርዝመት ነው። በጠረጴዛዎች ውስጥ ብዙውን ጊዜ በ ሚሊሜትር ይሰጣል. ለምሳሌ, ለባቡር መንኮራኩሮች በብረት ብረት ላይ ለሚሽከረከሩ, d=0.5 ሚሜ. የዲ ዋጋ የሚወሰነው በሁለቱ ቁሳቁሶች ጥንካሬ, በተሽከርካሪው ላይ ያለው ጭነት, የሙቀት መጠኑ እና አንዳንድ ሌሎች ነገሮች ላይ ነው.

የሚንከባለል ግጭት Coefficient

ከቀድሞው ኮፊሸን ጋር አያምታቱት መ. የሚሽከረከረው የፍጥነት መጠን በ C_r ምልክት ይገለጻል እና በሚከተለው ቀመር ይሰላል፡

C_r=d/r

ይህ እኩልነት C_r ልኬት የለውም ማለት ነው። በተገመተው የግጭት አይነት ላይ መረጃ በያዙ በርካታ ጠረጴዛዎች ውስጥ የምትሰጠው እሷ ነች። ይህ ቅንጅት ለተግባራዊ ስሌቶች ለመጠቀም ምቹ ነው ፣ምክንያቱም የመንኮራኩሩን ራዲየስ ማወቅን አያካትትም።

የC_r ዋጋ በአብዛኛዎቹ ጉዳዮች ከግጭት እና ከእረፍት ጥምርታ ያነሰ ነው። ለምሳሌ፣ በአስፋልት ላይ ለሚንቀሳቀሱ የመኪና ጎማዎች፣ የC_r ዋጋ በጥቂት መቶኛዎች (0.01 - 0.06) ውስጥ ነው። ነገር ግን ጎማዎች በሳርና በአሸዋ (≈0.4) ላይ ሲሮጡ በከፍተኛ ሁኔታ ይጨምራል።

የኃይሉ የውጤት ቀመር ትንተና fr

ከላይ ያለውን ቀመር እንደገና እንፃፍ ለሚንከባለል የግጭት ኃይል፡

F=d/rP=f_r

ከእኩልነት ስንመጣ የመንኮራኩሩ ዲያሜትር በጨመረ መጠን መንቀሳቀስ እንዲጀምር የ F ን ያነሰ ኃይል መተግበር አለበት። አሁን ይህንን እኩልነት በ Coefficient C_r እንጽፋለን፡

አለን።

f_r=C_rP

እንደምታዩት የግጭት ሃይል በቀጥታ ከሰውነት ክብደት ጋር የሚመጣጠን ነው። በተጨማሪም በክብደቱ P ላይ ጉልህ በሆነ ጭማሪ ፣ Coefficient C _r ራሱ ይለወጣል (በመ መጨመር ምክንያት ይጨምራል)። በአብዛኛዎቹ ተግባራዊ ሁኔታዎች C_r በጥቂት መቶኛዎች ውስጥ ይገኛል። በምላሹ፣ የተንሸራታች ፍጥጫ ቅንጅት ዋጋ በጥቂት አስረኛዎች ውስጥ ነው። የሚንከባለሉ እና የሚንሸራተቱ የግጭት ሃይሎች ቀመሮች ተመሳሳይ ስለሆኑ ማንከባለል ከኃይል እይታ አንፃር ጠቃሚ ሆኖ ይታያል (ሀይሉ f_r በ ውስጥ ካለው ተንሸራታች ሃይል ያነሰ የመጠን ቅደም ተከተል ነው። በጣም ተግባራዊ ሁኔታዎች)።

የሚንከባለል ሁኔታ

ብዙዎቻችን በበረዶ ላይ ወይም በጭቃ ላይ ስንነዳ የመኪና ጎማዎች የመንሸራተት ችግር አጋጥሞናል። ይህ ለምን ሆነእየተከሰተ ነው? ለዚህ ጥያቄ መልስ ለመስጠት ቁልፉ የሚሽከረከር እና የእረፍት ግጭት ኃይሎች ፍፁም እሴቶች ጥምርታ ላይ ነው። የማሽከርከሪያ ቀመሩን እንደገና እንፃፍ፡