Maanpäällisissä olosuhteissa kaikki liikkuvat kappaleet (tailiikkeessä) joutuvat kosketuksiin ympäristön aineiden tai muiden elinten kanssa. Tässä tapauksessa syntyy joukkoja, jotka vastustavat heidän liikettä. Näitä voimia kutsutaan kitkavoimiksi, ne kääntävät osan liikkeen mekaanisesta energiasta sisäiseksi energiaksi, johon liittyy kehon ja ympäristön kuumeneminen.
Kitka on ulkoinen ja sisäinen. Sisäinen (muuten nimeltään viskositeetti) on tangentiaalisen voiman esiintyminen nesteen tai kaasun liikkuvien kerrosten välillä, joka estää tätä liikettä.
Sitä vastoin ulkoinen kitka syntyykiintoaineiden kosketuspaikat niiden pintaan tangentin voiman muodossa, jotka estävät niiden keskinäistä liikettä. Se puolestaan jaetaan staattiseen (staattinen kitka) ja kinemaattiseen. Staattinen kitka ilmenee yritettäessä liikuttaa yhtä liikettävää vartaloa toiseen nähden. Kinemaattinen on liikkuvien kappaleiden välillä, jotka ovat kosketuksissa toisiinsa. Ulkoinen kitka voidaan jakaa liukuvaan ja liikkuvaan kitkaan.
Mikä on kitkan fysikaalinen merkitys?Onko se hyödyllistä vai haitallista? Ensi silmäyksellä kitka vain häiritsee meitä: mekanismien yksityiskohdat, autonrenkaat kultuvat, kengän pohjat poistetaan jne. Ja jatkuvan liikkeen koneen luominen on mahdotonta vain tästä syystä. Mutta katso tarkemmin. Kitka katoaa - emme voi kävellä, selata kirjaa, liikuttaa autoa tai pysäyttää liikkuvaa. Valtava määrä fyysisiä ilmiöitä maailmassa perustuu kitkaan. Kaksi ihmiskunnan pääasiallista saavutusta, jotka määrittelivät sivilisaation kehityksen - tulen tuottaminen ja pyörän keksiminen - eivät olisi olleet mahdollisia ilman sitä.
Tämä ilmiö perustuu minkä tahansa kappaleen karkeuteen:kosketuksessa, yhden lovet tarttuvat aina toisen karkeuteen. Täysin sileille (esimerkiksi huolellisesti hiottuille) pinnoille, jotka ovat tiiviisti vierekkäin, sovelletaan molekyylien kitkalakeja, jotka perustuvat molekyylien keskinäiseen vetovoimaan.
Opiskelee kitkatieteen tribologiaa.Vuonna 1781 ranskalainen fyysikko S. Coulomb muotoili kuiva kitkan peruslakit. Empiirisesti tutkija havaitsi, että liukumisen aikana syntyvä kitkavoima F on suoraan verrannollinen vartaloon vaikuttavan normaalin paineen voimaan N. Tämä riippuvuus on seuraava:
N: F = k = N;
missä k on kitkakerroin (kerroinsuhteellisuus). Sen arvo laskettiin seuraavasti: runko asetettiin kaltevalle tasolle ja sen tasainen liike saavutettiin muuttamalla kallistuskulmaa. Tässä tapauksessa kitkavoima F oli yhtä suuri kuin käyttövoima P:
F = P ∙ sin a;
Voiman N (normaali painevoima) suuruus onP ∙ cos a; siis k = tan a. Täältä tuleva kitkakerroin on sen pinnan kallistuskulman tangentti, jonka yläpuolella runko liukuu tasaisesti, so. Vakionopeudella.
Käytännössä sen arvo voidaan laskeavain suunnilleen. Kehojen pinnat ovat pääsääntöisesti enemmän tai vähemmän saastuneita, niissä on oksidit, ruoste ja muut sulkeumat. Kitkakerroin, joka määritetään pareittain kokeiden avulla erilaisten materiaalien yhdistelmille, syötetään erityisiin hakutaulukoihin.
Vierimällä syntyy kitkaa, koskaliikkuva pyörä painetaan hieman tienpintaan, ts. se pakotetaan voittamaan pieni tuberkuli. Mitä vaikeampi tie, sitä vähemmän tuberkuloitu ja vähemmän kitkaa. Sen arvo lasketaan tässä tapauksessa kaavalla: F = k ∙ N / r, jossa r on pyörän säteen arvo. Siksi vierintä kitkakertoimella on mitta-ulottuvuus. Yleensä se ilmaistaan senttimetreinä toisin kuin liukukitkaiskerroin, joka on mittaton määrä.
Kuten edellä mainittiin, sisäisen kerroinkitka on olemassa paitsi kiinteille aineille, myös nesteille. Hydrauliikassa on usein tarpeen laskea putkistoissa esiintyvien hydraulisten järjestelmien ominaiset energiahäviöt. Niitä on kahta tyyppiä: pituushäviöt, joita esiintyy suorassa putkessa, joilla on tasainen virtaus, ja paikalliset häviöt, joiden syynä on virtauksen muodonmuutos kanavan muodon muutoksen vuoksi (kaventuminen, laajeneminen, käännökset). Hydrauliset häviöt lasketaan käyttämällä samanlaista arvoa, jota kutsutaan ”hydrauliseksi kitkakerroimeksi”.
