Вимірювання коефіцієнту тертя ковзання різних матеріалів

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ХЕРСОНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ ФІЗИКИ, МАТЕМАТИКИ ТА ІНФОРМАТИКИ

КАФЕДРА ФІЗИКИ ТА МЕТОДИКИ ЇЇ НАВЧАННЯ

КУРСОВА РОБОТА

ВИМІРЮВАННЯ КОЕФІЦІЄНТУ ТЕРТЯ КОВЗАННЯ РІЗНИХ МАТЕРІАЛІВ



Зміст

Вступ

1. Теоретичні основи дослідження

1.1 Природа сил тертя та їх види

1.2 Сили тертя в природі і техніці

2. Експериментальні вимірювання коефіцієнту тертя ковзання

2.1 Способи вимірювання коефіцієнту тертя ковзання різних матеріалів

2.2 Експериментальні вимірювання коефіцієнту терті методом В.А. Желіговського та аналіз результатів

Висновки

Література



Вступ

В земних умовах будь-які тіла що рухаються, (чи ті що починають свій рух), стикаються з речовиною довкілля, або з іншими тілами. При цьому виникають сили, що чинять опір їхньому руху. Сили ці називаються силами тертя. Вивчає тертя наука трибологія.

Роль сили тертя в побуті зводиться до того, що ми можемо ходити і їздити, що предмети не вислизають у нас з рук, що полиці і картини висять на стінах і не падають, навіть одяг ми носимо завдяки тертю, яке утримує волокна в складі ниток, а нитки в структурі тканин.

Але тертя може грати і негативну роль. Саме через нього нагріваються і зношуються рухомі частини різних механізмів. У таких випадках його намагаються зменшити. Існує кілька способів зменшення тертя.

Один з них - це введення мастила між поверхнями, що труться. Мастило зменшує зіткнення тіл, і труться не тіла, а шари рідини. А тертя в рідині набагато менше, ніж сухе тертя.

Приклади дії сили тертя в побуті:

ми можемо писати на папері;

речі, які стоять на вашому столі, не відлітають від найменшого протягу

одяг, яка висить на вашому стільці або плічках в шафі
ви можете водите комп'ютерною мишкою по килимку
ви насилу рухаєте шафа, т.к. є сила тертя;

але якщо випадково розлити соняшникову олію на кухні, будь-який вхідний буде ковзати, тому що зменшиться сила тертя об підлогу, але акуратніше, не впади самі;

килим сильно зменшує силу тертя;

змазування петлею дверей;

музичні інструменти.

Мета роботи - експериментальне визначення коефіцієнтів тертя ковзання у тертєвих парах з різних конструкційних матеріалів методом В.О.Желіговського (нахиленої лінійки), що дає можливість визначати коефіцієнти тертя при сухому терті двох твердих поверхонь, при ковзанні з відносно малою швидкістю.

Для досягнення мети необхідно виконати такі завдання:

1) проаналізувати літературу з теми дослідження: розглянути причини виникнення сил тертя, види сил тертя та визначити від яких чинників залежить коефіцієнт тертя ковзання;

2) скласти установку для вимірювання коефіцієнт тертя ковзання,

3) провести вимірювання коефіцієнт тертя ковзання,

4) проаналізувати отримане значення коефіцієнт тертя ковзання.

Об'єкт дослідження - сила тертя.

Предмет дослідження - коефіцієнт тертя ковзання різних матеріалів, що вимінюється експериментально різними методами.

Інформаційною та методологічною базою дослідження стали: наукові праці провідних вітчизняних та закордонних вчених-фізиків, періодичні фахові видання, електронні ресурси.

Методи дослідження: теоретичні методи - вивчення та аналіз наукової літератури, існуючих способів визначення кінематичної в'язкості рідини; емпіричні методи - експериментальне визначення в'язкості рідини різними способами. Обсяг і структура роботи. Курсова робота складається зі вступу, двох розділів, висновків, переліку використаної літератури. Зміст роботи викладено на 21 сторінці.



1. Теоретичні основи дослідження

1.1 Природа сил тертя та їх види

З тертям ми зіштовхуємося на кожному кроці. Вірніше було б сказати, що без тертя ми й кроку ступити не можемо.

Тертя може бути корисним і шкідливим, цю аксіому людина опанувала ще на зорі цивілізації. Адже два найголовніших винаходи -- колесо й добування вогню -- пов'язані саме із прагненням зменшити й збільшити ефекти тертя.

Рух тіла в реальних умовах не може тривати нескінченно довго. Якщо штовхнути брусок, що лежить на столі, він набуде певної швидкості, але під час руху бруска його швидкість буде зменшуватися. Яка ж «невидима» сила гальмує брусок? Це -- сила тертя ковзання. Вона діє з боку стола й спрямована протилежно до руху бруска. Така сама за модулем, але протилежно спрямована сила -- теж сила тертя ковзання -- діє на стіл з боку бруска.

Сила тертя ковзання -- це сила, що виникає при ковзанні одного тіла по поверхні іншого тіла. Вона завжди спрямована проти напрямку руху тіла, до якого вона прикладена.

Необхідно відзначити, що при ковзанні одного тіла по поверхні іншого завжди виникає пара сил: одна сила прикладена до ковзного тіла й спрямована проти його швидкості, інша -- прикладена до поверхні, по якій тіло ковзає, і спрямована проти першої сили ковзання.

Від чого ж залежить сила тертя ковзання?

Будемо за допомогою динамометра тягти брусок уздовж поверхні стола так, щоб брусок рухався з постійною швидкістю.

Сили, що діють при цьому на брусок, врівноважують одна одну -- вони зображені на рисунку. Сила пружності з боку пружини врівноважує силу тертя ковзання , тому за показниками динамометра можна визначити модуль сили тертя.

Поклавши на брусок другий такий самий брусок, ми подвоїмо силу ваги (і силу нормального тиску). При цьому ми помітимо, що й сила тертя ковзання збільшилася також у два рази.

Це наводить на думку, що:

модуль сили тертя ковзання F_тер пропорційний модулю сили нормального тиску N:

(1.1)

Коефіцієнт пропорційності м називається коефіцієнтом тертя ковзання. Він визначається матеріалом дотичних поверхонь та якістю їх обробки.

Коефіцієнт тертя визначається експериментально. Приклади наведено у таблиці 1.1.

Таблиця 1.1 Значення коефіцієнтів а та n для стальних поверхонь

вид обробки	а	n
точення	1.8	1.8
шліфування	2.3	1.6
полірування	2.5	1.6

Відносно великий коефіцієнт тертя між гумою й бетоном сприяє безпечному руху автомобілів. Восени, коли мокре листя покриває дорогу і коефіціент тертя між колесами та дорогою значно зменшується, рух стає досить небезпечним.

1.2 Сили тертя в природі і техніці

Сила тертя спокою виникає з двох причин:

а) На шорсткуватих поверхнях існують нерівності. При спробі зрушити одне тіло відносно іншого ці нерівності зачіпаються одна за одну, у результаті чого виникають сили, подібні до сил пружності;

б) Якщо обидві поверхні ретельно відшліфовані, при зіткненні поверхонь виникають сили міжмолекулярного притягання. Це може призвести навіть до прилипання поверхонь.

Кожний знає, як важко зрушити з місця важку шафу. Яка ж сила врівноважує силу, що прикладається до шафи?

Це -- сила тертя спокою. Вона виникає при спробі зрушити одне з дотичних тіл щодо іншого й тому перешкоджає руху тіл одне щодо одного.

Якщо збільшувати прикладену до шафи силу, ми все-таки зрушимо шафу. Виходить, сила тертя спокою не може перевищувати деяку «граничну» величину, що називається максимальною силою тертя спокою. Досвід показує, що максимальна сила тертя спокою трохи більше сили тертя ковзання, однак у багатьох задачах для спрощення ці сили вважають рівними.

Сила тертя спокою може набувати значень від нуля до F_{тер.спок. max} . Незважаючи на свою назву, сила тертя спокою часто приводить тіла в рух.

Наприклад, без цієї сили ми буквально й кроку не могли б ступити: роблячи крок, ми відштовхуємося від дороги саме за допомогою сили тертя спокою. Сила тертя спокою розганяє й автомобілі: з її допомогою колеса, що обертаються, відштовхуються від дороги. Якщо по натягнутій струні скрипки провести смичком, то за рахунок сили тертя спокою струна буде смикатися ривками, почне коливатися й зазвучить.

Сила тертя кочення. Візьмімо яку-небудь кулю, кругляш або просто круглий олівець. Ці предмети рухаються від поштовху, звичайно, набагато легше, тому що вони вже не ковзають по поверхні стола, а котяться по ньому. І в цьому випадку, звичайно, теж виникає тертя. Але це вже інше тертя, і має воно іншу назву: тертя кочення.

Імовірно, тут і доводити не треба, що за тих самих умов тертя кочення завжди буде менше тертя ковзання.

Звичайне тертя кочення тим менше, чим твердіші поверхні дотичних тіл: тому, наприклад, сталева кулька довго котиться по склу. Ось чому рейки й колеса вагонів роблять зі сталі, а шоссе роблять із твердим покриттям.

Способи зменшення й збільшення сили тертя. Що ж таке тертя? Чи не правда, це слово викликає уявлення чогось неприємного, несимпатичного; чогось такого, що невідомо звідки береться й для того тільки й існує, щоб ми його усували, долали?.. Коротше кажучи, викликає уявлення чогось надзвичайно зайвого. В інтересах істини нам необхідно якомога скоріше позбутися цих помилкових уявлень. Оскільки тертя насправді існує не тільки для того, щоб додавати нам турбот і роботи; воно так само рятує нас від чималих турбот і часто полегшує нашу працю. Давайте уявімо собі, що тертя більше немає. Що тоді б відбулося? Та ми б не змогли з вами і кроку ступити, наші ноги всюди б так і роз'їжджалися, причому куди більше, ніж на гладкому льоді; а поїзд стояв би на колії -- машина працювала б, а він не рухався б з місця; книга не змогла б утриматися на столі, та й стіл теж їздив би по підлозі -- дивишся, а він вже десь у куті. Ручка вислизала б у нас із рук, чашка із чаєм -- теж, цвяхи повилізали б зі стін, а гвинти -- з гайок. Ми б не зуміли спорудити жодної будівлі, і вітер так і гуляв би повсюди, як у чистому полі.

Основні поняття та терміни. Зовнішнє тертя твердих тіл - складне явище, що залежить від багатьох процесів, які відбуваються на межі розділу у зонах фактичного контакту та у тонких поверхневих шарах тіл при їх відносному тангенційному зміщенні. Сила зовнішнього тертя ковзання - опір відносному переміщенню твердих тіл, що спрямований проти цього переміщення. В залежності від стану поверхонь твердих тіл розрізняють тертя без змащування, граничне та рідинне.

Тертя без змащуванння (сухе) - тертя двох твердих тіл, якщо на їх повернях нема будь-якого змащувального матеріалу.

Граничне тертя - тертя двох твердих тіл при наявності на поверхнях шару рідини, яка має властивості, що відрізняються від обох тіл.

Рідинне тертя - тертя, що виникає при тангенціальному зміщенні поверхонь, між якими існує відносно товстий шар рідини.

Взаємодія твердих тіл. Молекулярно-механічна (адгезійно-деформаційна) теорія тертя пояснює процес тертя, як силову взаємодію мікровиступів шорстких поверхонь у зонах фактичного контакту. Ці останні займають лише незначну частину номінальної поверхні контактування й на них мікровиступи поверхонь деформуються та вкорінюються одни у одни. Опір цьому деформуванню визначає деформаційну (механічну) складову сили тертя. Її можна обчислити, якщо відомі механічні характеристики поверхневих шарів, геометричні розміри та форма мікронерівностей, напружений стан матеріалів у зоні контакту. Молекулярна складова визна-чається взаємодією молекулярних структур поверхонь (притяганням та відштовхуванням). Цю складову можна розрахувати на основі напівемпіричних співвідношень, що були одержані у експериментальних дослідженнях.

Таким чином, дотичні напруження _n , що виникають на межі контакту поверхонь:

_n = _о + p_c , ( 1.2 )

де _о та - фрикційні константи, що визначаються умовами роботи пари тертя, p_c - питомий тиск на контактних поверхнях.

Фактори, що визначають силу тертя при ковзанні. Сили тертя залежать від таких груп факторів:

- властивостей поверхневих шарів контактуючих деталей;

- режиму тертя;

- форми поверхонь кінематичної пари.

Перша група факторів, що визначають фізико-механічний та мікрогеометричний стан контактуючих поверхонь: молекулярна будова, структура поверхневого шару, внутрішні напруження у ньому, твердість, пружність та інші механічні властивості; мікрорельєф, притаманий кожній технічній поверхні, та ін. Взаємодія поверхонь при терті суттєво залежить від характеру деформування мікровис-тупів: воно може бути пружним чи пружно-пластичним (частіше всього) або ж пластичним.

Друга група факторів - режим тертя: питомий тиск, відносні швидкості, температура у контактних зонах, присутність або відсутність на поверхнях тертя оксидів або змащуючих материалів, властивості цих третіх речовин.

Сили при терті ковзання. Зовнішня сила Q , прикладена до тіла 1, складається з двох: нормальної N та дотичної P; з боку площини 2 діє реакція R , яка теж має складові R_n та R ; кути при терті: g - кут тиску; j _т - кут тертя. Згідно з (1.3), тангенціальна R , тобто сила тертя, залежить від властивостей поверхневих шарів та питомого тиску p_c (який виникає внаслідок дії нормальної складової реакції R_n пов'язують складові повної реакції). Звичайно повна R за допомогою безрозмірного коефіцієнту тертя f = tan j _т :

F_т = R =R _n tan j _т = f R _n ( 1.3 )

Якщо кут тиску g рівний куту тертя j _т чи перевищує його, під дією сили P почнеться рух тіла.

Схема сил, що діють при переміщенні твердого тіла 1 відносно твердої поверхні 2, наведена на мал. 1.



Рисунок 1.1. Сили при терті ковзання

У тертєвій парі може виникнути самогальмування, коли рух під дією зовнішньої сили P стає неможливим, якою великою б вона не була, тобто при цьому P < F_т ; умову самогаль-мування можливо записати у вигляді: g < j _т .

Вплив форми контактуючих поверхонь. Це врахування впливу третьої групи факторів: вводять зведений коефіцієнт тертя - співвідношення зовнішніх сил - рушійної P та стискаючої контактуючі поверхні N: f = P/N. При наявності тертя силу P знаходять через fў :

P = F_т = f N , ( 1.4 )

де F_т - зведена сила тертя у кінематичній парі.

Параметри мікрорельєфу технічних поверхонь. Характерний вигляд профілю технічної поверхні у верти-кальному перерізі наведений на мал. 2; параметри визначають на базовій довжині l = 0.01 - 25 мм , в залежності від стану поверхні. Мікровиступи характерізують висотою R_max та кроком S_mi, харак-ером розподілу матеріалу за ви-сотою, що визначають спеціальною функцією - опорною кривою. - функцією tp = f ().

Мікрорельєф, згідно зі стандартами, описують десятьма параметрами, серед яких, крім параметрів, що характеризують висоту та крок мікронерівностей, повинні бути їх форма та напрямок "у плані".

Рисунок 1.2. Мікроелементи профілю

Висота Rmax технічних поверхонь звичайно лежить у межах від 0.025 до 1600 мкм - це відстань між лініями виступів та западин. Крім того, висоту нерівностей виміряють параметрами: Rz - висотою за десятьма точками , що є сумою середніх арифметичних абсолютних відхилень пўяти найбільших мінімумів H_imin та пўяти найбільших максимумів H_imax від середньої лінії m, яка провадиться так, щоб у межах базової лінії середнє квадратичне відхилення точок профілю до неї було мінімальне:

(1.5)

та Ra - середнім арифметичним абсолютних значень відхилень y(x) профілю:

(1.6)

Середній крок мікронерівностей S_m - середнє арифметичне значення кроку нерівностей у межах базової довжини.

Відносна опорна довжина профілю tp - це сума довжин відрізків b_i , що знаходяться на визначеному рівні у матеріалі виступів на лінії, еквідистантній середній лінії; а відносна опорна довжина

(1.7)

Значення tp дають можливість визначити характер розподілу матеріалу поверхневого шару у межах висоти Rmax у вигляді опорної кривої , тобто функції tp = f (e ), де e = p/Rmax - відносна висота перерізу. В залежності від способу обробки поверхні опорні криві мають різну форму, що демонструє мал. 3. При стисканні поверхні взає-модіють вершинами мікровиступів, які можуть деформуватися пружно чи пластично, але відносне зближення e завжди досить мале (при пружному контактуванні e Ј 0.1) . Тому верхня гілка опорної кривої характеризує частину поверхневого шару, що безпосередньо приймає участь у контактуванні поверхонь; її наближено можна описати рівнянням tp = aeⁿ . Значення коефіцієнтів а та n для стальних поверхонь у таблиці 1.2:

Таблиці 1.2 Коефіцієнт тертя для різних пар матеріалів

Матеріали	Коефіцієнт тертя
Сталь по льоду	0,02
Сталь по сталі	0,20
Дерево по дереву	0,25
Шкіра по чавуну	0,56
Гума по бетону	0,75

Рисунок 1.3. Опорні криві для різних способів обробки поверхонь: 1 - точення; 2 - шлифування; 3 - полірування

За допомогою параметрів опорної кривої розраховують зусилля, що виникають при контактуванні поверхонь, коефіцієнти тертя, параметри процесів зношування, герметичність стиків.

Розрахунок коефіцієнтів тертя при ковзанні. Для найбільш типових методів обробки поверхонь (середні значення коефіцієнтів опорної кривої

а = 2, n = 2 коефіцієнт тертя при пружному контакті може бути розрахований за формулою:

(1.8)

Де = (1²)/E пружна константа матеріалу; E модуль пружності, коефіцієнт Пуасона; (для двох контактуючих поверхонь = ₁ + ₂; = Rmax/ra1/ , r радіус мікронерівностей ; еф коефіцієнт гістерезисних втрат (для сталі еф =0,1).

Значення величин у формулі (1.8) для інших матеріалів та умов контактування наведені у довідниках.

Орієнтовні значення коефіцієнтів тертя ковзання.
Значення коефіцієнтів тертя ковзання, одержані у експериментах з різними матеріалами при малих швидкостях прослизання наведені нижче, але ятати про вплив вищезгаданих груп факторів - ці значенняпотрібно пам відповідають визначеним умовам експерименту. Якщо останні будуть іншимі, зміняться й значення коефіцієнту f , тобто до подібних даних потрібно завжди відноситися критично.

Таблиця 1.3 Орієнтовні значення коефіцієнтів тертя ковзання

матеріали тертевих пар	коефіцієнт тертя f
	без змащування	із змащуванням
сталь по сталі	0,20,1	0,10,05
закалена сталь по закаленій сталі	0,250,12	0,120,06
сталь по бронзі	0,20,15	0,10,07
бронза по бронзі	0,20,15	0,10,07
сталь по алюмінієвому сплаву	0,30,16	0,20,08
сталь по текстоліту	0,30,2	0,180,12



2. Експериментальні вимірювання коефіцієнту тертя ковзання

2.1 Способи вимірювання коефіцієнту тертя ковзання різних матеріалів

Коефіцієнт тертя знаходять із співвідношення f = tan j _т , а кут тертя j _т визначається таким чином. тертя ковзання поверхня крива

Рисунок 2.1. Схема визначення коефіцієнту тертя

На горизонтальній площині столу (рис. 2.1) знаходиться лінійка 1 одного з матеріалів тертєвої пари; одним кінцем вона закріплена на голівціз матеріалу 2 креслярського приладу. Кут нахилу лінійки може змінюватися за допомогою поворотного пристрою голівки. До передньої площини лінійки кареткою 4 притискається зразок 3 з другого матеріалу пари тертя.

При переміщенні лінійки праворуч вздовж нижнього краю столу каретка, яку тягне лінійка, також почне переміщуватися. Якщо кут нахилу лінійки менш куту тертя j _т між ліній-кою та зразком, каретка разом зі зразком та лінійка будуть рухатися у напрямку X X як одне ціле, не прослизаючи одна відносно другої. Якщо j _т, зразок буде прослизати по лінійці, а траєкторією руху каретки буде пряма лінія V V , що нахилена до нормалі N N на кут j _т .

2.2 Експериментальні вимірювання коефіцієнту терті методом В.А. Желіговського та аналіз результатів

Для визначення коефіцієнту тертя необхідно на аркуші паперу, закріпленому на поверхні столу, прокреслити пряму N N - нормаль до ребра лінійки. Пересуваючи лінійку з кареткою, одержати траєкторію V V руху останньої за допомогою олівця, що встановлений у отвору каретки. Від точки O перетину цих ліній відкласти довільний відрізок OK , провести перпенди
куляр KM до нормалі N N (напрямок ковзання зразка по лінійці) та визначити коефіцієнт тертя f = tan j _т = KM /OK.

Для кожного зразку матеріалу визначення провести тричі та усереднити результати. Проаналізувати та пояснити одержані дані.

Обладнання: дерев'яний брусок, дерев'яна лінійка, набір тягарців відомої маси, динамометр.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ЩО ДО ПРОВЕДЕНЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ

1. Виміряйте динамометром вагу бруска.

2. Покладіть брусок на горизонтально розташовану дерев'яну лінійку. На брусок поставте тягарець.

3. Тягніть брусок рівномірно по горизонтальній лінійці, як показано на рисунку. Запишіть показання динамометра.

4. Повторіть дослід, поставивши на брусок 2 й 3 тягарці.

5. Заповніть таблицю.

Кількість тягарців	Вага бруска Р, (Н)	Сила нормальної реакції N, (Н)	Сила тертя Fтер, (Н)	Коефіцієнт тертя µ
1	0,5	1	0,4	0,4
2	0,5	1,4	0,6	0,43
3	0,5	1,8	0,8	0,6

З'ясуємо як визначити максимальну силу тертя спокою та силу тертя ковзання. Для цього виконаємо серію дослідів з вимірювання сил тертя за різних умов:

змінюватимемо силу нормального тиску (методом збільшення маси тіла);

Брусок, навантажений тягарцями, рівномірно тягли по горизонтальній рейці (див. фотографію 1). Потім цей брусок разом із тягарцями зважили (див. фотографію 2). Визначте за результатами вимірювань коефіцієнт тертя між бруском і рейкою.(В:0,25)

Розрахунок похибок вимірювань похибку вимірювання ? f₀= ·100% , де - нормативний коефіцієнт тертя

1.Обчисліть коефіцієнт тертя ковзання для кожного досліду:

f = Fтерт ковз /N

2. Обчисліть середнє значення коефіцієнта тертя ковзання: f_ср = (f₁+f₂+f₃)/3

3. Визначте абсолютну похибку вимірювання коефіцієнта тертя ковзання: ?fабс = F•?N+N•?F N2

4. Визначте відносну похибку вимірювання сили тертя ковзання та сили реакції опори: ??Fтерт ковз = ?Fтерт ковз Fn терт ковз ; ??N = ?N Nn •

5. Визначте відносну та абсолютну похибки вимірювання коефіцієнту тертя ковзання: ??f = ?f f = ???? + ???? = ?F F + ?N N ; ?f = ??f • fс .

6. Запишіть результат з урахуванням похибки вимірювання: f = fс ± ??f

f_ср=(0,4+0,43+0,6)/3=0,48

??=?f_ср/f_ср ?f₁=f_ср-f₁=0,48-0,4=0,08 ?f₂= f_ср-f₂=0,48-0,43=0,05

?f₃= f₃-fср=0,6-0,48=0,12 ?f_ср=(?f₁+?f₂+?f₃)/3=0,25/3=0,083

??=0,083/0,48=0,17

f=0,48±0,17

Висновки

Аналіз літератури дав підстави говорити, що існують різні види тертя.

Корисне тертя допомагає нам жити. Ми поліруємо, шліфуємо, ходимо, машини їздять по дорогам. Одяг тримається своєї форми, завдяки тертю між нитками. З іншої сторони тертя є шкідливим. На подолоння сил тертя затрачається значна кількість енергії, а також спрацьовуються тертьові поверхні.

Тертя - ворог техніки. Досі ми розглядали те корисне, що дає нам тертя. Тепер розглянемо, чим тертя шкідливе, як у сучасній техніці зменшують вплив сил тертя.

Як уже зазначалося, внаслідок:

А) спрацьовуються тертьові поверхні різних деталей машин і споруд;

Б) затрачається енергія на подолання сил тертя, внаслідок чого зменшується ККД машин, верстатів та іншого технічного устаткування.

У сучасій техніці шкідливу дію тертя у виробничих процесах зменшують так:

А) вкривають тертьові поверхні металів з низьким коефіцієнтом тертя ковзання;

Б) відшліфовують тертьові поверхні до дзеркального блиску;

В) тертя ковзання в усіх можливих випадках замінюють тертям кочення;

Г) змащують тертьові деталі.

Основне завдання для вчених всього світу є розробка нових матеріалів, які зменшують дію шкідливих сил тертя.

Сила тертя кочення значно менша, ніж сила тертя ковзання. Тому, за можливості, тертя ковзання намагаються змінити на тертя кочення. Для зменшення тертя валів, які обертаються, тертя між колесами та їх осями, а також для збільшення їх довговічності широко використовують кулькові та роликові підшипники. Внутрішнє кільце підшипника виготовляють із міцної сталі й насаджують на вал. Зовнішнє кільце закріплюють у корпусі машини чи механізму. Під час обертання вала внутрішнє кільце котиться на кульках або роликах, які розміщені між зовнішнім і внутрішнім кільцями. Підшипники кочення зменшують силу тертя до 30 разів. Кулькові та роликові підшипники використовують у найрізноманітніших машинах: автомобілях, електродвигунах, велосипедах, різноманітних верстатах, електроінструментах тощо.

Основними методами визначення коефіцієнту тертя ковзання є - статичний та динамічний.

У процесі експериментального визначення коефіцієнту тертя ковзання нами було використано такі пари тіл - дерев'яний брусок та дерев'яна дошка, які надали слідуючи результати дослідження:

при русі бруска по поверхні дошки коефіцієнт тертя дерева по дереву пропорційний відношенню сили тертя до ваги бруска (f = F_тр / N) та для двох вибраних тіл залишається сталою величиною.



Література

1. Савельев И.В. Курс общей физики. - М.: Наука, 1989. - Т. 1-3.

2. Зисман Г. А., Тодес О.М. Курс общей физики. - М.: Наука, 1994. - Т. 1-3.

3. Дущенко В.П., Кучерук І.М. Загальна фізика. Фізичні основи механіки, молекулярної фізики і термодинаміки. - К.: Вища школа, 1993.

4. Кучерук І.М., Горбачук І.Т. Загальна фізика. Електрика і магнетизм. К.: Вища школа, 1995.

5. Богацька І.Г., Головко Д.Б., Маляренко Д.А., Ментковський Ю.Л. Загальні основи фізики. - К.: Либідь, 1995. - Т. 1-2.

6. М.: Машиностроение, 1977.Крагельский И.В., Добычин М.И., Комбалов В.С. Основы расчетов на трение и износ.

7. М.: Машиностроение, 1978.Трение, изнашивание и смазка: Справочник. В 2-х кн./ Под ред. И.В. Крагельского, В.В. Алисина.

8. Юденич В.В. Лабораторные работы по теории механизмов и машин. М.: Высшая школа, 1962.

9. Г. Ф. Бушок, В.В.Левандовський, Г.Ф. Півень[Текст] : учеб. пособие для вузов - «Курс фізики», навчальний посібник т.1,2. К: Либідь, 2001р. ISBN 966-06-0029-1/

Размещено на Allbest.ru

...