Fërkimi është një fenomen që e hasim gjatë gjithë kohës në jetën e përditshme. Është e pamundur të përcaktohet nëse fërkimi është i dëmshëm apo i dobishëm. Të bësh qoftë edhe një hap mbi akullin e rrëshqitshëm duket të jetë një detyrë e vështirë; të ecësh në një sipërfaqe të ashpër asf alti është një kënaqësi. Pjesët e makinave pa lubrifikim konsumohen shumë më shpejt.
Studimi i fërkimit, njohja e vetive themelore të tij i mundëson një personi ta përdorë atë.
Forca e fërkimit në fizikë
Forca që lind nga lëvizja ose tentativa e lëvizjes së një trupi në sipërfaqen e një tjetri, e drejtuar kundër drejtimit të lëvizjes, e aplikuar për trupat në lëvizje, quhet forca e fërkimit. Moduli i forcës së fërkimit, formula e të cilit varet nga shumë parametra, ndryshon në varësi të llojit të rezistencës.
Dalohen llojet e mëposhtme të fërkimit:
• pushim;
• rrëshqitje;
• rrotullim.
Çdo përpjekje për të lëvizur një objekt të rëndë (kabinet, gur) nga vendi i tij çon në tensionin e forcës së një personi. Në të njëjtën kohë, nuk është gjithmonë e mundur të vihet objekti në lëvizje. Fërkimi i pushimit ndërhyn në këtë.
Gjendja në pushim
Formula e llogaritjes për forcën statike të fërkimitnuk na lejon ta përcaktojmë me saktësi të mjaftueshme. Në bazë të ligjit të tretë të Njutonit, madhësia e forcës së rezistencës statike varet nga forca e aplikuar.
Me rritjen e forcës, rritet edhe forca e fërkimit.
0 < Ftelashe pushimi < Fmax
Fërkimi i pushimit parandalon që thonjtë e ngulitur në dru të bien; butonat e qepura me fije mbahen fort në vend. Është interesante se është rezistenca e pushimit që lejon një person të ecë. Për më tepër, ai drejtohet në drejtimin e lëvizjes njerëzore, gjë që bie ndesh me gjendjen e përgjithshme të punëve.
Fenomeni rrëshqitje
Kur forca e jashtme që lëviz trupin rritet në vlerën e forcës më të madhe statike të fërkimit, ai fillon të lëvizë. Forca e fërkimit rrëshqitës konsiderohet në procesin e rrëshqitjes së një trupi mbi sipërfaqen e një tjetri. Vlera e saj varet nga vetitë e sipërfaqeve ndërvepruese dhe nga forca e veprimit vertikal në sipërfaqe.
Formula e llogaritjes për forcën e fërkimit rrëshqitës: F=ΜP, ku Μ është koeficienti i proporcionalitetit (fërkimi rrëshqitës), P është forca e presionit vertikal (normal).
Një nga forcat lëvizëse është forca e fërkimit rrëshqitës, formula e së cilës shkruhet duke përdorur forcën e reagimit të mbështetësit. Për shkak të përmbushjes së ligjit të tretë të Njutonit, forcat e presionit normal dhe reaksioni i mbështetjes janë të njëjta në madhësi dhe të kundërta në drejtim: Р=N.
Para se të gjeni forcën e fërkimit, formula e së cilës merr një formë tjetër (F=M N), përcaktoni forcën e reaksionit.
Koeficienti i rezistencës së rrëshqitjes futet eksperimentalisht për dy sipërfaqe fërkimi, varet nga cilësia e përpunimit dhe materialit të tyre.
Tabela. Vlera e koeficientit të rezistencës për sipërfaqe të ndryshme
| pp | Sipërfaqe ndërvepruese | Vlera e koeficientit të fërkimit të rrëshqitjes |
| 1 | Çeliku+akulli | 0, 027 |
| 2 | Lisi+lisi | 0, 54 |
| 3 | Lëkurë+gize | 0, 28 |
| 4 | Bronz+hekur | 0, 19 |
| 5 | Bronz+gize | 0, 16 |
| 6 | Çeliku+çelik | 0, 15 |
Forca më e madhe e fërkimit statik, formula e së cilës u shkrua më lart, mund të përcaktohet në të njëjtën mënyrë si forca e fërkimit të rrëshqitjes.
Kjo bëhet e rëndësishme kur zgjidhen problemet për të përcaktuar forcën e rezistencës lëvizëse. Për shembull, një libër, i cili lëviz nga një dorë e shtypur nga lart, rrëshqet nën veprimin e forcës së rezistencës së pushimit që lind midis dorës dhe librit. Sasia e rezistencës varet nga vlera e forcës vertikale të presionit në libër.
Fenomeni rrotullues
Tranzicioni i paraardhësve tanë nga zvarritje në karroca konsiderohet revolucionar. Shpikja e rrotës është shpikja më e madhe e njerëzimit. Fërkimi i rrotullimit që ndodh kur një rrotë lëviz mbi një sipërfaqe është dukshëm inferior në madhësi ndaj rezistencës së rrëshqitjes.
Shfaqja e forcave të fërkimit të rrotullimit shoqërohet me forcat e presionit normal të rrotave në sipërfaqe, ka një natyrë që e dallon atë nga rrëshqitja. Për shkak të deformimit të lehtë të rrotës, forca të ndryshme presioni lindin në qendër të zonës së formuar dhe përgjatë skajeve të saj. Ky ndryshim në forca përcakton shfaqjen e rezistencës së rrotullimit.
Formula e llogaritjes për forcën e fërkimit të rrotullimit zakonisht merret në mënyrë të ngjashme me procesin e rrëshqitjes. Ndryshimi shihet vetëm në vlerat e koeficientit të tërheqjes.
Natyra e rezistencës
Kur ndryshon vrazhdësia e sipërfaqeve të fërkimit, ndryshon edhe vlera e forcës së fërkimit. Në zmadhim të lartë, dy sipërfaqe në kontakt duken si gunga me maja të mprehta. Kur mbivendosen, janë pjesët e zgjatura të trupit që janë në kontakt me njëra-tjetrën. Sipërfaqja e përgjithshme e kontaktit është e parëndësishme. Kur lëvizni ose tentoni të lëvizni trupat, "majat" krijojnë rezistencë. Madhësia e forcës së fërkimit nuk varet nga sipërfaqja e sipërfaqeve të kontaktit.
Duket se dy sipërfaqe krejtësisht të lëmuara nuk duhet të kenë absolutisht asnjë rezistencë. Në praktikë, forca e fërkimit në këtë rast është maksimale. Kjo mospërputhje shpjegohet nga natyra e origjinës së forcave. Këto janë forca elektromagnetike që veprojnë ndërmjet atomeve të trupave që ndërveprojnë.
Proceset mekanike që nuk shoqërohen me fërkim në natyrë janë të pamundura, sepse aftësia për të "fikur"nuk ka ndërveprim elektrik ndërmjet trupave të ngarkuar. Pavarësia e forcave të rezistencës nga pozicioni i ndërsjellë i trupave na lejon t'i quajmë ato jo potenciale.
Është interesant fakti se forca e fërkimit, formula e së cilës ndryshon në varësi të shpejtësisë së trupave që ndërveprojnë, është proporcionale me katrorin e shpejtësisë përkatëse. Kjo forcë përfshin forcën e rezistencës viskoze në një lëng.
Lëvizja në lëng dhe gaz
Lëvizja e një trupi të ngurtë në një lëng ose gaz, lëng pranë një sipërfaqe të ngurtë shoqërohet me rezistencë viskoze. Shfaqja e tij shoqërohet me bashkëveprimin e shtresave të lëngjeve të ngjeshura nga një trup i ngurtë në procesin e lëvizjes. Shpejtësitë e ndryshme të shtresave janë një burim i fërkimit viskoz. E veçanta e këtij fenomeni është mungesa e fërkimit statik të lëngjeve. Pavarësisht nga madhësia e ndikimit të jashtëm, trupi fillon të lëvizë ndërsa është në lëng.
Në varësi të shpejtësisë së lëvizjes, forca e rezistencës përcaktohet nga shpejtësia e lëvizjes, forma e trupit në lëvizje dhe viskoziteti i lëngut. Lëvizja në ujë dhe vaj të të njëjtit trup shoqërohet me rezistencë të madhështisë së ndryshme.
Për shpejtësi të ulëta: F=kv, ku k është faktori proporcional në varësi të dimensioneve lineare të trupit dhe vetive të mediumit, v është shpejtësia e trupit.
Temperatura e lëngut ndikon gjithashtu në fërkimin në të. Në mot të ftohtë, makina ngrohet në mënyrë që vaji të ngrohet (viskoziteti i tij ulet) dhe ndihmon në uljen e shkatërrimit të pjesëve të motorit në kontakt.
Përshpejtoni lëvizjen
Rritja e ndjeshme e shpejtësisë së trupit mund të shkaktojë shfaqjen e rrjedhave të turbullta, ndërsa rezistenca rritet në mënyrë dramatike. Vlerat janë: katrori i shpejtësisë së lëvizjes, dendësia e mediumit dhe sipërfaqja e trupit. Formula e forcës së fërkimit merr një formë tjetër:
F=kv2, ku k është faktori i proporcionalitetit në varësi të formës së trupit dhe vetive të mediumit, v është shpejtësia e trupit.
Nëse trupi është i efektshëm, turbulenca mund të reduktohet. Forma e trupit të delfinëve dhe balenave është një shembull i përsosur i ligjeve të natyrës që ndikojnë në shpejtësinë e kafshëve.
Qasja energjetike
Për të bërë punën e lëvizjes së trupit pengohet nga rezistenca e mjedisit. Kur përdorin ligjin e ruajtjes së energjisë, ata thonë se ndryshimi në energjinë mekanike është i barabartë me punën e forcave të fërkimit.
Puna e forcës llogaritet me formulën: A=Fscosα, ku F është forca nën të cilën trupi lëviz një distancë s, α është këndi ndërmjet drejtimeve të forcës dhe zhvendosjes.
Natyrisht, forca e rezistencës është e kundërt me lëvizjen e trupit, prej nga cosα=-1. Puna e forcës së fërkimit, formula e së cilës është Atr=- Fs, vlera është negative. Në këtë rast, energjia mekanike shndërrohet në energji të brendshme (deformim, ngrohje).
