Siły oporu
Rozróżniamy trzy rodzaje sił oporu:
" tarcie posuwiste,
" tarcie cięgien
" opory toczenia.
Prof. Edmund Wittbrodt
Tarcie posuwiste
Gdy ciało o ciężarze Q jest w spoczynku, to z warunku równowagi dla kierunku poziomego wynika, że T = P. Natomiast
T
reakcja całkowita R wychylona jest pod kątem ą od pionu, gdzie tgą = .
N
N
R
Ä…
P
T
P
Q
Siła tarcia posuwistego
Zwiększając siłę P dochodzimy w końcu do sytuacji, w której ciało już ma zacząć się poruszać. Jest to stan graniczny. W
tym stanie jest spełniony warunek T = Tg = P, a całkowita reakcja R wychylona jest od pionu pod kątem ą = ąg , takim że
Tg
tgÄ…g = = µ , skÄ…d
N
Tg = µ N . (2.30)
Prof. Edmund Wittbrodt
Dalsze zwiększanie siły P nie spowoduje już wzrostu siły tarcia, co przedstawiono na rys. 2.16.
a)
b)
T
T
spoczynek ruch
spoczynek ruch
T
g spocz
T=Tg
T
g kin
T
g
Ä„
T=Pg
4
T P P
g
Zależność siły tarcia posuwistego od siły ciągnącej: a) modelowa, b) rzeczywista
Siła tarcia przyjmuje taką wielkość, jaka jest w danej chwili potrzebna do równowagi. Nie może jednak przekroczyć
wartości granicznej, co zapisujemy
T d" µ N . (2.31)
Działając z siłą P w różnych kierunkach, dla przypadku granicznego, spowodujemy, że reakcje całkowite utworzą
pobocznicę stożka, zwanego stożkiem tarcia.
Tg
N
R
Ä…g
Jeżeli na ciało działa siła wewnątrz stożka tarcia,
to ciało zawsze pozostaje w równowadze.
Stożek tarcia
Prof. Edmund Wittbrodt
Stwierdzono, że:
1) siła tarcia nie zależy od wielkości stykających się ze sobą powierzchni, a jedynie od rodzaju materiałów, jakości
powierzchni i rodzaju smarowania
WartoÅ›ci współczynnika tarcia µ
w zależności od rodzaju materiałów, rodzaju obróbki i stanu powierzchni
materiały obróbka stan
µ
powierzchni
żeliwo  żeliwo zgrubna suchy 0,22
żeliwo  stal zgrubna suchy 0,16
stal  żeliwo dokładna smarowanie 0,10
stal  żeliwo szlifowane smarowanie 0,02
2) w przypadku, gdy ciało jest w równowadze, siła tarcia przeciwdziała siłom chcącym je wytrącić z położenia równowagi.
Natomiast, gdy ciało ślizga się po pewnej powierzchni, siła tarcia jest skierowana przeciwnie do prędkości, a jej wielkość
w przybliżeniu nie zależy od prędkości poślizgu.
Prof. Edmund Wittbrodt