Anumang paggalaw sa kalikasan at teknolohiya, na kinabibilangan ng pagkakaroon ng pisikal na kontak sa pagitan ng mga solidong katawan, ay sinasamahan ng friction. Sa artikulong ito, magbibigay kami ng mga halimbawa ng friction force at ipapakita kung aling mga kaso ito gumaganap ng isang kapaki-pakinabang na papel, at kung saan ito ay hindi kanais-nais.
Anong mga uri ng friction sa pagitan ng solids
Sa artikulong ito, isasaalang-alang lamang natin ang mga halimbawa ng frictional forces na kumikilos sa pagitan ng mga solidong bagay na may pisikal na kontak sa isa't isa.
Ang isa sa mahahalagang uri ng friction ay static friction. Batay sa pangalan mismo, maaari itong ipagpalagay na ito ay nagpapakita ng sarili kapag ang isang katawan ay namamalagi sa ibabaw ng isa pa. Alam ng lahat na upang ilipat ang ilang mabigat na bagay mula sa lugar nito, kinakailangan na maglapat ng ilang panlabas na puwersa na nakadirekta sa ibabaw ng contact ng bagay na ito at sa ibabaw kung saan ito nakatayo. Ang puwersang ito ay kinokontra ng static friction force. Ito ay kumikilos sa pagitan ng mga contact surface ng mga katawan. Ang alitan ng pahinga ay lumitaw dahil sa pagkakaroon ng pagkamagaspang sa mga nakakahipo na ibabaw, gaano man itohindi sila makinis.
Ang pangalawang uri ng friction na titingnan natin ay sliding friction. Bumangon din ito dahil sa nabanggit na pagkamagaspang, kapag ang mga katawan ay nagsimulang gumalaw na may kaugnayan sa isa't isa sa pamamagitan ng pag-slide. Ang direksyon at punto ng aplikasyon ng sliding friction force ay eksaktong kapareho ng para sa static friction. Ang pagkakaiba lang sa pagitan ng mga puwersang ito ay ang puwersa ng pag-slide ay palaging mas mababa kaysa sa puwersa ng pahinga.
Ang ikatlong uri ng friction, na gumaganap ng walang gaanong papel sa teknolohiya kaysa sa unang dalawa, ay rolling friction. Tulad ng sinasabi ng pangalan nito, lumilitaw ito kapag ang isang katawan ay gumulong sa ibabaw ng isa pa. Ang dahilan para sa rolling friction ay nakasalalay sa hysteresis ng deformation, na humahantong sa "dispersal" ng kinetic energy ng rolling body. Sa ilang praktikal na kaso, ang friction force na ito ay 10-100 o higit pang beses na mas mababa kaysa sa mga nakaraang uri ng friction na isinasaalang-alang.
Lahat ng uri ng friction forces ay direktang proporsyonal sa support reaction force kung saan kumikilos ang huli sa katawan na pinag-uusapan.
Panakit at benepisyo ng static friction force: mga halimbawa
Sa lahat ng pinangalanang uri ng friction, marahil, ang static friction ang pinaka "hindi nakakapinsala." Ang katotohanan ay na sa pagsasanay halos palaging gumaganap ng isang kapaki-pakinabang na papel. Ang negatibong punto lamang nito ay mas malaki ito kaysa sa sliding friction. Ang huling katotohanan ay nangangahulugan na para sa anumang pagsisimula ng paggalaw ay kinakailangan na mag-aplay ng isang mahusay na pagsisikap. Halimbawa, para magsimulang mag-ski sa snow, kailangan mo munang literal na "punitin" ang mga ito sa ibabaw ng niyebe.
Maraming halimbawapaggamit ng static friction force. Ilista natin sila:
Ang mga pako at tornilyo na mahigpit na humahawak sa dalawang solidong katawan ng kahoy, plastik at metal na magkasama ay gumaganap ng kanilang tungkulin sa pamamagitan ng pagkilos ng puwersang pinag-uusapan.
Sliding friction at ang mga benepisyo nito
Hindi tulad ng static friction, na pangunahing gumaganap ng positibong papel sa buhay ng tao, ang sliding friction ay kadalasang nakakapinsalang puwersa. Gayunpaman, maaaring magbigay ng dalawang halimbawa ng kapaki-pakinabang na sliding friction force:
- Dahil ang sliding friction ay humahantong sa pag-init ng ibabaw ng mga bagay (ang natural at pinakamadaling paraan upang gawing init ang mekanikal na enerhiya), maaaring gamitin ang epektong ito upang mapataas ang temperatura ng mga katawan. Kaya, noong sinaunang panahon, ang ating mga ninuno ay gumawa ng apoy gamit ang sliding friction.
- Kapag gustong ihinto ng driver ang sasakyan, pinindot niya ang pedal ng preno. Sa kasong ito, dumudulas ang mga brake disc sa loob ng rim ng gulong at pabagalin ang pag-ikot nito.
Masakit sa sliding friction
Ang mga halimbawa ng pagkilos ng sliding friction ay ang paggalaw ng cabinet sa sahig kapag gusto nating ayusin ito sa isang kwarto, ang pag-slide ng skier at skater, ang pagdulas ng mga gulong ng kotse kapag nakaharang ang mga ito. o kapag nagmamaneho sa madulas na kalsada, madulas sa pagitan ng mga gasgas na bahagi ng mga mekanismo ng iba't ibang makina.
Sa lahat ng sitwasyong ito, ang sliding friction ay gumaganap ng isang mapaminsalang papel. Ang mga halimbawang ito ng pinsala ng sliding friction ay dahil sa ang katunayan na pinipigilan nito ang mekanikal na paggalaw at "kumakain" ng isang tiyak na halaga ng kinetic energy (skis, skate, gumagalaw na bahagi ng mga makina). Bilang karagdagan, ang conversion ng mekanikal na enerhiya sa thermal energy ay humahantong sa pag-init ng mga gasgas na bahagi. Ang pagtaas sa kanilang temperatura ay humahantong sa isang pagbabago sa mikroskopikong istraktura, na lumalabag sa mga katangian ng mga materyales. Panghuli, ang mga nakalistang halimbawa ng sliding friction force ay humahantong sa pagkasira ng mga gasgas na ibabaw, ang paglitaw ng mga hindi gustong mga uka sa mga ito, at pagnipis.
Rolling friction at ang pinsala at benepisyo nito
Kung isasaalang-alang natin sa ugat ang tanong ng pagiging kapaki-pakinabang ng rolling friction force, lumalabas na wala talaga ito. Sa katunayan, ang rolling friction ay palaging pumipigil sa mekanikal na pag-ikot, ito ay humahantong sa pagsusuot ng mga gumaganang bahagi at sa kanilang hindi kanais-nais na pag-init. Gayunpaman, ang rolling phenomenon ay malawakang ginagamit sa engineering (bearings, vehicle wheels). Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng ang katunayan na ang rolling friction force ay mas mababa kaysa sa katulad na sliding force, na binabawasan ang sukat nito sa pamamagitan ng mga order ng magnitude.mapaminsalang impluwensya.
Pagtaas at pagbaba ng puwersa ng friction
Tulad ng nakita natin sa itaas sa mga halimbawa, ang static at sliding friction forces ay minsan kapaki-pakinabang at minsan ay nakakapinsala. Kaugnay nito, matagal nang gumagamit ang sangkatauhan ng mga pamamaraan upang baguhin ang sukat ng friction, kapwa sa direksyon ng pagtaas ng kaukulang puwersa, at sa direksyon ng pagbaba nito.
Magagandang halimbawa kung paano pataasin ang puwersa ng friction ay ang pagwiwisik ng buhangin at asin sa yelo sa mga kalsada. Bilang resulta ng mga pagkilos na ito, tumataas ang pagkamagaspang ng ibabaw ng yelo at, bilang resulta, pagtaas ng puwersa ng static at sliding friction.
Ang isa pang paraan upang palakihin ang pinag-uusapang puwersa ay ang paggamit ng mga espesyal na surface. Ang isang kapansin-pansing halimbawa ay ang ibabaw ng taglamig na gulong ng kotse, na nailalarawan sa pamamagitan ng malalim na pagtapak at pagkakaroon ng mga metal spike.
Sa panahon ng skiing, gayundin sa panahon ng pag-ikot ng mga bearings ng iba't ibang mekanismo, ang friction ay gumaganap ng negatibong papel. Upang mabawasan ito, ginagamit ang mga espesyal na pampadulas, kadalasang nakabatay sa mga taba (wax, lithol).
