Sila trenja: neke znatiželjne činjenice

Jeste li znali da je genij Leonardo da Vinci još od 1500. godine bio vrlo zainteresiran za to što ovisi sila trenja i što je to? Čudni eksperimenti koje je provodio svojim su studentima izazivali veliko iznenađenje i što se još moglo očekivati ​​od ljudi koji su vidjeli kako talentirani znanstvenik vuče konop po podu, a zatim se odmotava u cijeloj dužini, a zatim se čvrsto savija. Ovi i drugi slični eksperimenti omogućili su mu da kasnije (1519.) zaključi: sila trenja, koja se pojavljuje kada jedno tijelo dođe u dodir s površinom drugog, izravno ovisi o opterećenju (sila prešanja), ne ovisi o području interakcije i usmjerena je na suprotno kretanje sa strane.

Formula za otkrivanje

Prošlo je 180 godina, a Leonardov model ponovno je otkrio G. Amonton, a 1781. Sh.O. Coulon je dao svoje konačne riječi u svojim djelima. Zasluga ova dva znanstvenika je da su uveli takvu fizičku konstantu kao koeficijent trenja, čime je omogućeno izvođenje formule po kojoj je moguće izračunati koja je sila trenja za određeni par interakcijskih materijala. Do sada je to taj izraz

F _t = k _t x P, gdje

P je sila pritiska (opterećenje), a k _t koeficijent trenja, iz godine u godinu migrira u različite udžbenike i priručnike o fizici, a sami koeficijenti su odavno izračunati i sadržani su u standardnim inženjerskim priručnicima. Čini se da je s ovom pojavom došla potpuna jasnoća, ali ona nije bila tu.

Nove nijanse

U XIX stoljeću znanstvenici su bili uvjereni da formulacija koju su predložili Amonton i Coulomb nije univerzalna i apsolutno točna, a sila trenja ne ovisi samo o koeficijentima i primijenjenom opterećenju. Osim toga, postoji i treći faktor - kvaliteta površinske obrade. Ovisno o tome je li glatka ili gruba, sila trenja poprima različita značenja. U principu, to je sasvim logično: pomicanje kliznog objekta je mnogo lakše u usporedbi s pomicanjem objekta s neravnom površinom. A krajem XIX. Stoljeća pojavili su se novi pomaci u proučavanju viskoznosti i postalo je jasno kako sila trenja djeluje u tekućinama. I premda se podmazivanje trljanjem površina koristilo od samog početka rađanja tehnologije, tek 1886., zahvaljujući O. Reynoldsu, pojavila se dobro utemeljena teorija o podmazivanju. Dakle, ako je dovoljno i nema izravnog kontakta između dva objekta, sila trenja ovisi samo o njezinoj hidrodinamici. A ako mazivo nije dovoljno, aktiviraju se sva tri mehanizma: Coulomb snaga sila viskozni otpor i sila koja sprečava kretanje. Mislite li da je ova teorija zaustavila proučavanje ove pojave? Točno, ne. Na pragu dvadesetog stoljeća, ispostavilo se da se pri niskim brzinama, u nedostatku maziva, pojavljuje efekt matične kosti. Njegova je suština da kada nema maziva, sila otpora se ne smanjuje odmah od veličine početne sile do razine Coulombove sile, već se postupno smanjuje kako se brzina povećava. U dvadesetom stoljeću daljnja istraživanja na ovom području donijela su toliko novih informacija da ih je trebalo nekako sistematizirati. Kao rezultat toga, pojavila se cijela znanost - tribologija, koja proučava kako sila trenja djeluje u prirodi. Samo u Sjedinjenim Američkim Državama, broj znanstvenika koji rade u ovom području premašio je tisuću ljudi, a više od 700 članaka objavljeno je godišnje na svijetu o ovoj temi. Zanimljivo, što će još biti u mogućnosti pronaći zanimljive znanstvenike? Čekaj i vidi!