Strona0258

258

kością, lecz wzrastała, to za pomocą rys. 10.14 nietrudno wyobrazić sobie, że w tym przypadku faza siły zmieniałaby się o 180° i w wyniku tego kierunek obiegu na wykresie pracy (rys. 10.15) również zmieniłby się na przeciwny. Oznaczałoby to, że energia nie tylko nie zostaje dostarczona do układu, lecz na odwrót, zostaje zeń odebrana.

10.8.2. Drgania samowzbudne wywołane siłami tarcia

Na rysunku 10.17 przedstawiono przykład układu drgań samowzbudnych wywołanych siłami tarcia. Na rysunku tym jest przedstawiony silnik 1 obracający jednostajnie koło zamachowe 2. Do obwodu koła zamachowego jest dociśnięty klocek 3 przytrzymywany sprężyną 4. Klocek jest pociągany przez koło zamachowe podczas jego ruchu. Przeciwstawia się temu sprężyna; przy pewnym rozciągnięciu odrywa ona klocek i przyciąga go do poprzedniego położenia. Wszystko to jest możliwe na skutek znacznej różnicy między siłami tarcia spoczynkowego i poślizgu. Dlatego zasadnicze znaczenie dla samowzbudnych układów drgających wywołanych siłami tarcia ma charakterystyka tarcia, tj. zależność siły tarcia od względnej prędkości ciał, na które ta siła działa.

Znając charakterystykę tarcia (rys. 10.18) i sztywność sprężyny, możemy znaleźć takie położenie x₂ klocka, przy którym następuje zerwanie. Położenie to określa się na podstawie charakterystyki sprężyny, tj. na podstawie zależności siły sprężystej F_s od wydłużenia sprężyny x, jak to wskazano na rys. 10.19.

Zwykle w celu uproszczenia zaniedbuje się wpływ masy klocka. Wówczas wykres jego ruchu staje się linią łamaną, przedstawioną na oscylogramie z rys. 10.20. Przy przyjętych założeniach (tj. charakterystyce tarcia o postaci takiej jak na rys. 10.18 i przy zaniedbywaniu masy klocka), choć nie jest to oczywiste na pierwszy rzut oka, drgania samowzbudne są niemożliwe. Istotnie, w celu wznowienia cyklu, tj. żeby po zrywie klocek znów został pociągnięty przez koło zamachowe, konieczne jest, aby choć na chwilę względna prędkość klocka i koła zamachowego stała się równa zeru, wówczas bowiem zaczyna działać tarcie spoczynkowe. Lecz jest to niemożliwe, ponieważ po zerwaniu