Σε επίγειες συνθήκες, τυχόν κινούμενα σώματα (ήέρχονται σε κίνηση) έρχονται σε επαφή με το περιβάλλον ή με άλλους φορείς. Σε αυτήν την περίπτωση, δημιουργούνται δυνάμεις που αντιστέκονται στην κίνησή τους. Αυτές οι δυνάμεις ονομάζονται δυνάμεις τριβής, μεταφράζουν μέρος της μηχανικής ενέργειας κίνησης σε εσωτερική ενέργεια, η οποία συνοδεύεται από θέρμανση σωμάτων και περιβάλλοντος.
Η τριβή είναι εξωτερική και εσωτερική. Το εσωτερικό (αλλιώς ονομάζεται ιξώδες) είναι η εμφάνιση μιας εφαπτομενικής δύναμης μεταξύ των κινούμενων στρωμάτων υγρού ή αερίου, η οποία αποτρέπει αυτήν την κίνηση.
Αντιθέτως, προκύπτει εξωτερική τριβήσημεία επαφής στερεών με τη μορφή μιας δύναμης εφαπτομένης στην επιφάνειά τους και εμποδίζοντας την αμοιβαία κίνηση τους. Αυτό, με τη σειρά του, χωρίζεται σε στατική (στατική τριβή) και κινηματική. Η στατική τριβή εκδηλώνεται όταν προσπαθείτε να μετακινήσετε ένα ακίνητο σώμα σε σχέση με το άλλο. Το κινηματικό υπάρχει μεταξύ κινούμενων σωμάτων σε επαφή μεταξύ τους. Η εξωτερική τριβή μπορεί να χωριστεί σε τριβή ολίσθησης και κύλισης.
Ποια είναι η φυσική έννοια της τριβής;Είναι χρήσιμο ή επιβλαβές; Με την πρώτη ματιά, η τριβή μας ενοχλεί μόνο: οι λεπτομέρειες των μηχανισμών, τα ελαστικά αυτοκινήτου φθείρονται, τα πέλματα των παπουτσιών σβήνονται και έτσι η δημιουργία μόνιμης μηχανής κίνησης είναι αδύνατη μόνο για αυτόν τον λόγο. Αλλά ρίξτε μια πιο προσεκτική ματιά. Η τριβή θα εξαφανιστεί - δεν μπορούμε ούτε να περπατήσουμε, ούτε να περάσουμε από ένα βιβλίο, ούτε να μετακινήσουμε ένα αυτοκίνητο, ούτε να σταματήσουμε να κινείται. Ένας τεράστιος αριθμός φυσικών φαινομένων στον κόσμο βασίζεται στην τριβή. Τα δύο κύρια επιτεύγματα της ανθρωπότητας που καθόρισαν την ανάπτυξη του πολιτισμού - την παραγωγή φωτιάς και την εφεύρεση του τροχού - δεν θα ήταν δυνατά χωρίς αυτήν.
Αυτό το φαινόμενο βασίζεται στην τραχύτητα οποιουδήποτε σώματος:κατά την επαφή, οι εγκοπές του ενός προσκολλώνται πάντα στην τραχύτητα του άλλου. Για απόλυτα λείες (για παράδειγμα, λείανση προσεκτικά) επιφάνειες που είναι στενά παρακείμενες μεταξύ τους, ισχύουν οι νόμοι της μοριακής τριβής που βασίζονται στην αμοιβαία έλξη των μορίων.
Μελετά την τριβολογία της επιστήμης της τριβής.Το 1781, ο Γάλλος φυσικός S. Coulomb διατύπωσε τους βασικούς νόμους της ξηρής τριβής. Εμπειρικά, ο επιστήμονας διαπίστωσε ότι η δύναμη τριβής F που προκύπτει κατά την ολίσθηση είναι άμεσα ανάλογη με τη δύναμη Ν της κανονικής πίεσης που δρα στο σώμα. Αυτή η εξάρτηση έχει ως εξής:
Ν: F = k ∙ Ν;
όπου k είναι ο συντελεστής τριβής (συντελεστήςαναλογικότητα). Η τιμή του υπολογίστηκε ως εξής: το σώμα τοποθετήθηκε σε κεκλιμένο επίπεδο και η ομοιόμορφη κίνηση του επιτεύχθηκε αλλάζοντας τη γωνία κλίσης. Σε αυτήν την περίπτωση, η δύναμη τριβής F ήταν ίση με την κινητήρια δύναμη P:
F = P ∙ sin a;
Το μέγεθος της δύναμης Ν (κανονική δύναμη πίεσης) είναιP ∙ cos α; ως εκ τούτου k = tg a. Ο συντελεστής τριβής από εδώ είναι η εφαπτομένη της γωνίας κλίσης της επιφάνειας πάνω από την οποία το σώμα γλιστρά ομοιόμορφα, δηλαδή, σε σταθερή ταχύτητα.
Στην πράξη, η τιμή του μπορεί να υπολογιστείμόνο περίπου. Οι επιφάνειες των σωμάτων, κατά κανόνα, είναι λίγο πολύ μολυσμένες, έχουν οξείδια, σκουριά και άλλα εγκλείσματα. Ο συντελεστής τριβής, που καθορίζεται σε ζεύγη για συνδυασμούς διαφόρων υλικών μέσω πειραμάτων, εγγράφεται σε ειδικούς πίνακες αναζήτησης.
Κατά την κύλιση, η τριβή προκύπτει επειδήο κινούμενος τροχός πιέζεται ελαφρώς στην επιφάνεια του δρόμου, δηλαδή αναγκάζεται να ξεπεράσει ένα μικρό φυματίο. Όσο πιο δύσκολος είναι ο δρόμος, τόσο λιγότερη είναι αυτή η φούσκα και λιγότερη τριβή. Η τιμή του υπολογίζεται σε αυτήν την περίπτωση με τον τύπο: F = k ∙ N / r, στον οποίο r είναι η τιμή της ακτίνας του τροχού. Επομένως, ο συντελεστής τριβής κύλισης έχει διάσταση έκτασης. Συνήθως εκφράζεται σε εκατοστά, σε αντίθεση με τον συντελεστή τριβής ολίσθησης, που είναι μια ποσότητα χωρίς διάσταση.
Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, το εσωτερικόυπάρχει τριβή όχι μόνο για στερεά, αλλά και για υγρά. Στα υδραυλικά, συχνά απαιτείται να υπολογιστούν οι ειδικές απώλειες ενέργειας των υδραυλικών συστημάτων που συμβαίνουν σε αγωγούς. Είναι δύο τύπων: απώλειες μήκους που προκύπτουν σε ευθείες σωληνώσεις με ομοιόμορφη ροή και τοπικές απώλειες, η αιτία των οποίων είναι η παραμόρφωση ροής λόγω αλλαγής στο σχήμα του καναλιού (στένωση, διαστολή, στροφές). Η υδραυλική απώλεια υπολογίζεται χρησιμοποιώντας μια παρόμοια ποσότητα που ονομάζεται "συντελεστής υδραυλικής τριβής".
