Fenomeni i fërkimit në jetën e njeriut luan një rol pozitiv dhe negativ. Nga njëra anë, pa praninë e saj, lëvizja do të ishte e pamundur, nga ana tjetër, për shkak të fërkimit ndodhin humbje të mëdha të energjisë dhe materialeve të punës. Në artikull, ne do të shqyrtojmë nga pikëpamja e fizikës se çfarë është fërkimi, si dhe si të gjejmë koeficientin e fërkimit.
Fenomeni i fërkimit
Fërkimi është një fenomen kontakti që ndodh në zonën e kontaktit midis trupave të ndryshëm dhe që kundërvepron çdo lëvizje të tyre reciproke.
Në mekanikën e lëvizjes së trupave të ngurtë, dallohen tre lloje të fërkimit:
- veprim në pushim;
- duke vepruar duke rrëshqitur sipërfaqet mbi njëra-tjetrën;
- shkaktuar nga trupat që rrotullohen.
Fërkimi në pushim ndodh kur ne aplikojmë një forcë të jashtme tangjenciale në një sipërfaqe të një trupi për ta lëvizur atë. Një shembull i mrekullueshëm i fërkimit rrëshqitës është rrëshqitja e skive në dëborë. Së fundi, fërkimi gjatë rrotullimitmanifestohet kur rrota e mjetit rrotullohet në rrugë.
Formula për përcaktimin e forcës së fërkimit
Në fizikë, llojet e listuara të fërkimit përshkruhen me të njëjtën formulë kur llogariten forcat vepruese. Kjo formulë duket kështu:
Ft=µN.
Forca e fërkimit Ft është e barabartë me produktin e koeficientit të fërkimit µ dhe reaksionit mbështetës N. Kur merret parasysh lloji përkatës i fërkimit, vetëm vlera e koeficientit µ, e cila është një sasi pa dimension, ndryshon.
Në rastin e forcave statike dhe rrëshqitëse të fërkimit, vlera e μ është rreth të dhjetat e njësisë. μ varet nga materialet kontaktuese, nga vrazhdësia e sipërfaqes së tyre dhe nuk varet nga zona e kontaktit ose shpejtësia e rrëshqitjes.
Për fërkimin e rrotullimit, koeficienti µ (zakonisht shënohet CR) varet nga karakteristikat e elasticitetit të trupit rrotullues, nga fortësia e tij, nga rrezja e rrotullimit dhe disa të tjera faktorët. Për shumicën e materialeve, ky faktor rrotullues është në të qindtat dhe të mijtët e unitetit.
Meqenëse ka shumë faktorë që ndikojnë në vlerën e μ, nuk ka një formulë të caktuar matematikore për llogaritjen e saj. Duke iu përgjigjur pyetjes se si të gjendet koeficienti i fërkimit, duhet thënë se ai matet në mënyrë eksperimentale.
Përcaktimi i koeficientit μ
Në këtë paragraf, ne do të shqyrtojmë dy mënyra të përcaktimit praktik të vlerës së μ duke përdorur shembullin e fërkimit të rrëshqitjes dhe pushimit.
Mënyra e parë për t'iu përgjigjur pyetjes se si të gjendet koeficienti i fërkimit,konsiston në vendosjen e një shiriti në një plan horizontal, në të cilin është ngjitur një dinamometër. Shiriti dhe avioni janë bërë nga çifti i materialeve të studiuara, për shembull, qelqi dhe druri. Duke lëvizur shiritin në mënyrë të barabartë, duke mbajtur dinamometrin, mund të përcaktoni forcën e rrëshqitjes Ft. Duke ditur masën m të shiritit, koeficienti μ llogaritet si më poshtë:
µ=Ft / (mg).
Metoda e dytë është e përshtatshme për përcaktimin e μ për fërkimin statik. Për ta bërë këtë, duhet të vendosni një shirit në një plan horizontal. Pastaj, një fund i aeroplanit duhet të ngrihet ngadalë, duke e anuar atë në një kënd të caktuar në horizont. Në një kënd të caktuar θ, shiriti do të fillojë të rrëshqasë nga sipërfaqja. Duke matur këtë kënd, koeficienti i fërkimit µ mund të përcaktohet nga ekuacioni:
µ=tg(θ).
Matja μ për fërkimin e rrotullimit përfshin përdorimin e një organizimi më të sofistikuar të quajtur një lavjerrës i prirur. Llogaritja e μ në këtë rast kryhet duke studiuar ekuacionet e dinamikës së lëvizjes.
