Çdo kontakt midis dy trupave rezulton në një forcë fërkimi. Në këtë rast, nuk ka rëndësi se në çfarë gjendje agregate të materies janë trupat, nëse ata lëvizin në raport me njëri-tjetrin apo janë në qetësi. Në këtë artikull, ne do të shqyrtojmë shkurtimisht se çfarë lloje të fërkimit ekzistojnë në natyrë dhe teknologji.
Fërkim pushim
Për shumë, mund të jetë një ide e çuditshme që fërkimi i trupave ekziston edhe kur ata janë në qetësi në raport me njëri-tjetrin. Për më tepër, kjo forcë fërkimi është forca më e madhe midis llojeve të tjera. Ajo manifestohet kur përpiqemi të lëvizim ndonjë objekt. Mund të jetë një bllok druri, një gur apo edhe një rrotë.
Arsyeja e ekzistencës së forcës statike të fërkimit është prania e parregullsive në sipërfaqet e kontaktit, të cilat në mënyrë mekanike ndërveprojnë me njëra-tjetrën sipas parimit të pikut.
Forca statike e fërkimit llogaritet duke përdorur formulën e mëposhtme:
Ft1=µtN
Këtu N është reagimi i suportit me të cilin sipërfaqja vepron në trup përgjatë normales. Parametri µt është koeficienti i fërkimit. Varet ngamateriali i sipërfaqeve kontaktuese, cilësia e përpunimit të këtyre sipërfaqeve, temperatura e tyre dhe disa faktorë të tjerë.
Formula e shkruar tregon se forca statike e fërkimit nuk varet nga zona e kontaktit. Shprehja për Ft1 ju lejon të llogaritni të ashtuquajturën forcë maksimale. Në një numër rastesh praktike, Ft1 nuk është maksimumi. Ajo është gjithmonë e barabartë në madhësi me forcën e jashtme që kërkon të nxjerrë trupin jashtë pushimit.
Fërkimi i pushimit luan një rol të rëndësishëm në jetë. Falë kësaj, ne mund të lëvizim në tokë, duke u larguar prej saj me shputat e këmbëve tona, pa rrëshqitur. Çdo trup që është në aeroplanë të prirur nga horizonti nuk rrëshqet prej tyre për shkak të forcës Ft1.
Fërkimi gjatë rrëshqitjes
Një tjetër lloj fërkimi i rëndësishëm për një person shfaqet kur një trup rrëshqet mbi sipërfaqen e një tjetri. Ky fërkim lind për të njëjtën arsye fizike si fërkimi statik. Për më tepër, forca e tij llogaritet duke përdorur një formulë të ngjashme.
Ft2=µkN
I vetmi ndryshim me formulën e mëparshme është përdorimi i koeficientëve të ndryshëm për fërkimin rrëshqitës μk. Koeficientët µk janë gjithmonë më pak se parametrat e ngjashëm për fërkimin statik për të njëjtën palë sipërfaqesh fërkimi. Në praktikë, ky fakt manifestohet si më poshtë: një rritje graduale e forcës së jashtme çon në një rritje të vlerës së Ft1 derisa të arrijë vlerën e saj maksimale. Pas kësaj ajobie ndjeshëm me disa dhjetëra përqind në vlerën Ft2 dhe mbahet konstant gjatë lëvizjes së trupit.
Koeficienti µk varet nga të njëjtët faktorë si parametri µt për fërkimin statik. Forca e fërkimit rrëshqitës Ft2 praktikisht nuk varet nga shpejtësia e lëvizjes së trupave. Vetëm me shpejtësi të lartë bëhet e dukshme ulja.
Rëndësia e rrëshqitjes së fërkimit në jetën e njeriut mund të shihet në shembuj të tillë si skijimi ose patinazhi. Në këto raste, koeficienti µk reduktohet duke modifikuar sipërfaqet e fërkimit. Përkundrazi, spërkatja e rrugëve me kripë dhe rërë synon të rrisë vlerat e koeficientëve μk dhe μt.
Fërkim rrotullues
Ky është një nga llojet e rëndësishme të fërkimit për funksionimin e teknologjisë moderne. Është i pranishëm gjatë rrotullimit të kushinetave dhe lëvizjes së rrotave të automjeteve. Ndryshe nga fërkimi i rrëshqitjes dhe i pushimit, fërkimi i rrotullimit është për shkak të deformimit të rrotës gjatë lëvizjes. Ky deformim, i cili ndodh në rajonin elastik, shpërndan energjinë si rezultat i histerezës, duke u shfaqur si një forcë fërkimi gjatë lëvizjes.
Llogaritja e forcës maksimale të fërkimit të rrotullimit kryhet sipas formulës:
Ft3=d/RN
Dmth, forca Ft3, si forcat Ft1 dhe Ft2, është në përpjesëtim të drejtë me reagimin e mbështetjes. Megjithatë, varet edhe nga fortësia e materialeve në kontakt dhe rrezja e rrotave R. Vlerad quhet koeficienti i rezistencës së rrotullimit. Ndryshe nga koeficientët μk dhe μt, d ka dimensionin e gjatësisë.
Si rregull, raporti pa dimension d/R rezulton të jetë 1-2 rend magnitudë më i vogël se vlera μk. Kjo do të thotë se lëvizja e trupave me ndihmën e rrotullimit është shumë më e favorshme energjikisht sesa me ndihmën e rrëshqitjes. Kjo është arsyeja pse fërkimi rrotullues përdoret në të gjitha sipërfaqet e fërkimit të mekanizmave dhe makinerive.
Këndi i fërkimit
Të tre llojet e manifestimeve të fërkimit të përshkruara më sipër karakterizohen nga një forcë e caktuar fërkimi Ft, e cila është drejtpërdrejt proporcionale me N. Të dyja forcat janë të drejtuara në kënde të drejta në raport me njëra-tjetrën. Këndi që formon shuma e tyre vektoriale me normalen në sipërfaqe quhet kënd i fërkimit. Për të kuptuar rëndësinë e tij, le të përdorim këtë përkufizim dhe ta shkruajmë në formë matematikore, marrim:
Ft=kN;
tg(θ)=Ft/N=k
Kështu, tangjentja e këndit të fërkimit θ është e barabartë me koeficientin e fërkimit k për një lloj force të caktuar. Kjo do të thotë se sa më i madh të jetë këndi θ, aq më e madhe është vetë forca e fërkimit.
Fërkimi në lëngje dhe gazra
Kur një trup i ngurtë lëviz në një mjedis të gaztë ose të lëngët, ai vazhdimisht përplaset me grimcat e këtij mjedisi. Këto përplasje, të shoqëruara nga një humbje e shpejtësisë së trupit të ngurtë, janë shkaku i fërkimit në substanca të lëngshme.
Ky lloj fërkimi varet shumë nga shpejtësia. Pra, me shpejtësi relativisht të ulëta, forca e fërkimitrezulton drejtpërsëdrejti në përpjesëtim me shpejtësinë e lëvizjes v, ndërsa në shpejtësi të mëdha bëhet fjalë për proporcionalitet v2.
Ka shumë shembuj të këtij fërkimi, nga lëvizja e varkave dhe anijeve deri te fluturimi i avionëve.
