وب سایت موسسه فرهنگی و اطلاع رسانی تبیان
وب سایت موسسه فرهنگی و اطلاع رسانی تبیان
سه شنبه 3 اسفند 1395 - 24 جمادي الاول 1438 - 21 فوريه 2017
برخلاف تصوّر اوّلیه نیروی اصطكاك حتی موقعی كه جسمی ساكن است می‌تواند وجود داشته باشد. ...
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

نیروی اصطكاك ایستایی

نیروی اصطكاك ایستایی

برخلاف تصوّر اوّلیه نیروی اصطكاك حتی موقعی كه جسمی ساكن است می‌تواند وجود داشته باشد. در شکل مقابل، باربری را ملاحظه كنید كه آماده می‌شود تا جعبه را روی سطح زمین به سمت جلو بكشد.

 

الف) جعبه روی سطح افقی قرار دارد ولی باربر آن را نمی كشد. در این حالت فقط نیروی وزن و نیروی عمودی تكیه گاه به جعبه وارد می‌شود كه به علت سكون جعبه نیروی برآیند صفر  می‌باشد و خبری از نیروی اصطكاك نیست.

 

 
ب) باربر به كمك طناب شروع به كشیدن جعبه می‌كند اما نیروی وارده كم بوده و در نتیجه جعبه حركتی نمی كند. حال اگر باز قانون اوّل نیوتن را برای جعبه پیاده كنیم كماكان دو نیروی وزن و نیروی عمودی تكیه گاه همدیگر را خنثی كرده و لیكن در این حالت حتماً بایستی نیرویی به موازات سطح ولی در خلاف جهت وجود داشته باشد كه نیروی جلو برنده باربر را خنثی كند، این نیرو همان نیروی اصطكاك ایستایی است. اما این بار دیگر صفر نیست.
 

 
ج) باربر برای حركت جعبه (نیرو) تلاش خود را زیاد و زیادتر می‌كند ولی جعبه شروع به حركت نكرده، پس در نتیجه اصطكاك ایستایی پابه پای نیروی جلوبرنده زیاد و زیادتر می‌شود. می‌بینیم كه این خاصیت نیروی اصطكاك ایستایی دقیقا مشابه نیروی عمودی تكیه گاه می‌باشد كه رابطه مشخصی ندارد.
 

 
د) و بالاخره باربر آنقدر نیروی خود را زیاد می‌كند كه اصطلاحاً جعبه در آستانه حركت قرار می‌گیرد به صورتی كه با یك تكان (نیروی) بسیار جزئی جعبه شروع به حركت می‌كند به این نیروی اصطكاك بیشینه یا fsmax می‌گویند.
 
 

نكته:

از آنجایی كه تا قبل از آستانه حركت نیرو همواره در حال تغییر است رابطه‌ای برای محاسبه fsmax وجود ندارد و روش یافتن fs استفاده از قانون اوّل نیوتن است.

اما آزمایش ها نشان می‌دهد كه جسم در آستانه حركت نیروی اصطكاكی متناسب با مقدار نیروی عمودی تكیه گاه از خود بروز می‌دهد كه مقدار آن از رابطه زیر به دست می‌آید.

در این رابطه   ضریب اصطكاك ایستایی نام دارد كه بسته به جنس سطح تماس دو جسم مقدار آن برای هر سطحی پس از محاسبه به عنوان یك مقدار ثابت در نظر گرفته می‌شود با این حساب می‌توانیم بگوییم مقدار نیروی اصطكاك تا قبل از شروع حركت بسته به نیروی وارده می‌تواند مقادیر زیر را به خود بگیرد.

در تصویر زیر اثر فشار بر سطح در مقدار نیروی اصطكاك به نمایش در آمده است.
 

همان طور كه ملاحظه می‌كنید با افزایش فشار نقاط تماسی بین دو جسم نیروی مقاومت زیاد می شود.

 


مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: محسنی

تنظیم: مریم فروزان کیا

تلفن : 81200000
پست الکترونیک : public@tebyan.com
آدرس : بلوارکشاورز ، خیابان نادری ، نبش حجت دوست ، پلاک 12

ارتباط با ما

روابط عمومی

درباره ما

نقشه سایت

تعدادبازدیدکنندگان
افراد آنلاین