نیروی اصطکاک وقتی دو بدن با هم در تماسن و میخوان رو هم سر بخورن یا در حال سر خوردنن، حاضره. اصطکاک همیشه برای مخالفت با سر خوردن عمل میکنه: که بعضی وقتا از بس زیاده، مانع سر خوردن میشه. چسبندگی بین دو سطحه. تابلوه که وقتی دستتون رو به هم میمالین و گرمتون میشه، اصطکاک ایجاد کردن. وقتی میپرین بالا و میاید پایین و گاهی وقتا اصطکاک اونقدر نیست که مانع سر خوردن بشه. ولی معمولا قدر اصطکاک رو نمیدونین (با اینکه اصطکاک زیاد از حد یا کمتر از حد سبب تغییر اجرا و آسیب میشه).
چهار ویژگی نیرو که رو همه نیروها اعمال میشه:
- قدر: قدر اصطکاک فرق میکنه چون اشیاء دوس دارن یا رو هم بلغزن یا سر بخورن. برای هر لحظه تماس دو جسم، یه نیروی اصطکاک حداکثری وجود خواهد داشت که میتونه قبل از اینکه دو جسم رو هم سر بخورن، ایجاد میشه.
- جهت: جهت اصطکاک همیشه خلاف جهت احتمالی سر خوردنه.
- نقطه تاثیر: نقطه تاثیر اصطکاک همیشه درون محوطه تماس بین دو جسمه.
- خط تاثیر: خط تاثیر اصطکاک یه امتداد بردار نیروه، موازی سطوح تماس.
کیفتون رو پر از کتاب کنید و بگذاریدش رو میز. یه FBD از کیف رو میز بکشین. یه مربع مثل شکل ۱۰-۴ کفایت میکنه. دو نیروی خارجی، یکی وزن کیف به سمت پایینه و نیروی میز به سمت بالا به کیفه.
 |
| شکل ۱۰-۴: یه شکل بدن-آزاد از یه کیف که در حال سکون روی میزه |
سعی کنین که کیف رو به سمت راست بکشید، اما یه نیروی خیلی کم رو اعمال کنین. فشار شما، نیروی مشوق نامیده میشه چون نیرویی هست که میخواد کیف (یا هر بدنی) رو سر بده. نیروی فشاری تون رو به FBD اضافه کنین. باید شبیه شکل ۱۱-۴ بشه. چون نیروی شما سبب سر خوردن کیف نشده، باید یه نیرویی خلاف فشار شما باشه. کجاست؟
 |
| شکل ۱۱-۴: یه شکل بدن-آزاد کیف با یه فشار کم به سمت راست |
چون هیچ سر خوردنی رخ نداده، باید یه نیرویی خلاف نیروی مشوق دست شما وجود داشته باشه. اندازه نیروی مخالف باید هم اندازه فشار شما به راست باشه چون هیچ نیروی نامتعادلی سبب تغییر حرکت بدن نشد. جهت نیرو باید خلاف نیروی شما و به سمت چپ باشه. نیروی مخالف همون اصطکاکه و در سطح تماسی بین کیف و میز اعمال میشه. این نیرو رو به FBD اضافه کنید، باید شبیه شکل ۱۲-۴ بشه.
 |
| شکل ۱۲-۴: یه شکل بدن-آزاد از یه کیف که یه نیروی کم از راست بهش وارد شده، و نیروی اصطکک رو هم نشون میده |
یه کم بیشتر فشار بدین، اما بازم نه انقدر که کیف شروع به سر خوردن بکنه. نیروی مخالف، همونطور که نیروی کشش شما زیادتر میشه هم زیادتر میشه. در آخر، اونقدر شدید بکشید که کیف رو سر بدید. چون تونستید کیف رو سر بدید، اصطکاک به مقدار ماکزیمومش رسیده و از اون بیشتر نمیتونسته باشه.
شکل ۱۳-۴ نشون میده که اینجا چه اتفاقی افتاد. همونطور که شدیدتر میکشد، نیروی اصطکاک زیاد میشه تا متناسب با کشش شما بشه. این رابطه خطیه، چون قدر نیروی مشوق و نیروی اصطکاک دقیقا با هم میخونن. اصطکاک، مانع سر خوردنه، پس بهش میگن اصطکاک محدود کننده (یا اصطکاک استاتیک). با این حال، یه جایی، نیروی اصطکاک دیگه افزایش پیدا نمیکنه. این پیک، اصطکاک محدود کننده ماکزیموم نام داره (یا اصطکاک استاتیک ماکزیموم). اگه یه بدن رو با نیرویی بیش از اصطکاک محدودکننده ماکزیموم بکشید، بدن شروع به سر خوردن میکنه.
 |
| شکل ۱۳-۴: رابطه بین نیروی اصطکاک و نیروی مشوق |
مقدار نیروی اصطکاک، وقتی بدن شروع به سر خوردن میکنه، شروع به کاهش میکنه. اصطکاک حاضر در زمانی که بدن داره سر میخوره، اصطکاک سر خوردن نامیده میشه. احیانا وقتی یه مبل رو جابجا میکردین، این نیرو رو حس کردین. تو اون جهتی که میخواهید مبل رو حل بدین، فشار میدین، اما اصطکاک مقاومت میکنه. فشار میدین و میدین تا اینکه بلاخره مبل شروع به حرکت میکنه (بیشتر از اصطکاک محدود کننده ماکزیموم نیرو وارد کردین). بعد میبینین که دیگه لازم نیست اونقدر زور بزنین تا مبل رو سر بدین (چون اصطکاک حاضر کم میشه).
اصطکاک مانع سر خردن میشه. بعضی وقتا، مثل حفظ اصطکاک موقع راه رفتن، یا موقع گرفتن راکت تنیس موقع ضربه زدن به توپ، یه مقدار تقریبا زیاد اصطکاک محدود کننده ماکزیموم مورد نیازه. تو بقیه موقعیت ها، مثل موقعی که ژیمناست در های بار میچرخه، مقدار کمی از اصطکاک محدود کننده ماکزیموم مورد نیازه.
مقدار نیروی اصطکاک محدود کننده تحت تاثیر دو تا فاکتوره:
- متریالی که دو بدن در حال تماس با هم دارن (μ)
- نیروی فشار دهنده دو بدن به هم (N)
اصطکاک، FμN ه. چون فرمول قدر اصطکاک
F =
μN هست. نیروی اصطکاک زیاد میشه اگه
μ یا
N زیاد شن. تکنیک های کاهش یا افزایش اصطکاک، مربوط به دستکاری
μ یا
N هستن. تو بخش های بعدی، فاکتور های تاثیرگذار بر اصطکاک رو میگم.
هیچ نظری موجود نیست:
ارسال یک نظر