Адам өміріндегі үйкеліс құбылысы жағымды да, жағымсыз да рөл атқарады. Бір жағынан, оның қатысуынсыз қозғалыс мүмкін емес еді, екінші жағынан, үйкеліс әсерінен энергия мен жұмыс материалдарының үлкен шығындары орын алады. Мақалада біз физика тұрғысынан үйкеліс деген не екенін, сондай-ақ үйкеліс коэффициентін қалай табуға болатынын қарастырамыз.
Үйкеліс құбылысы
Үйкеліс – әртүрлі денелердің жанасу аймағында болатын және олардың кез келген өзара қозғалысына қарсы әсер ететін жанасу құбылысы.
Қатты денелердің қозғалыс механикасында үйкелістің үш түрін ажыратады:
- тыныштықта әрекет ету;
- беттерді бірінің үстінен сырғыту кезінде әрекет ету;
- домалақ денелерден туындады.
Тыныштық үйкелісі денені жылжыту үшін оның бетіне сыртқы тангенциалды күш түсіргенде пайда болады. Сырғанау үйкелісінің жарқын мысалы - шаңғылардың қар үстінде сырғанауын. Ақырында, домалау кезіндегі үйкеліскөлік дөңгелегі жолда айналып бара жатқанда көрінеді.
Үйкеліс күшін анықтау формуласы
Физикада үйкелістің аталған түрлері әсер етуші күштерді есептегенде бірдей формуламен сипатталады. Бұл формула келесідей көрінеді:
Ft=µN.
Үйкеліс күші Ft үйкеліс коэффициенті µ мен тірек реакциясының N көбейтіндісіне тең. Үйкелістің сәйкес түрін қарастырғанда тек µ коэффициентінің мәні, өлшемсіз шама өзгереді.
Статикалық және сырғанау үйкеліс күштері жағдайында µ мәні бірліктің оннан бір бөлігін құрайды. µ жанасу материалдарына, олардың бетінің кедір-бұдырлығына байланысты және жанасу аймағына немесе сырғанау жылдамдығына байланысты емес.
Домалау үйкелісі үшін µ коэффициенті (ол әдетте CR деп белгіленеді) домалау денесінің серпімділік сипаттамаларына, оның қаттылығына, домалау радиусына және кейбір басқаларға байланысты. факторлар. Көптеген материалдар үшін бұл айналдыру коэффициенті бірліктің жүздік және мыңнан бір бөлігін құрайды.
µ мәніне әсер ететін факторлар көп болғандықтан, оны есептеудің нақты математикалық формуласы жоқ. Үйкеліс коэффициентін қалай табуға болады деген сұраққа жауап бере отырып, оның эксперименттік түрде өлшенетінін айту керек.
Коэффицентті анықтау µ
Бұл параграфта біз сырғанау және тыныш үйкеліс мысалында µ мәнін практикалық анықтаудың екі әдісін қарастырамыз.
Үйкеліс коэффициентін қалай табуға болады деген сұраққа жауап берудің бірінші жолы,динамометр бекітілген көлденең жазықтыққа штанга қоюдан тұрады. Штанга мен ұшақ зерттелген жұп материалдардан, мысалы, шыны мен ағаштан жасалған. Жолақты біркелкі жылжыту, динамометрді ұстап тұру арқылы Ft сырғыту күшін анықтауға болады. Жолақтың m массасын біле отырып, µ коэффициенті келесі түрде есептеледі:
µ=Ft / (мг).
Екінші әдіс статикалық үйкеліс үшін µ анықтауға ыңғайлы. Мұны істеу үшін көлденең жазықтықта жолақты орналастыру керек. Содан кейін, ұшақтың бір ұшын көкжиекке белгілі бір бұрышқа еңкейтіп, баяу көтерілуі керек. Белгілі θ бұрышында жолақ бетінен сырғып кете бастайды. Бұл бұрышты өлшеу арқылы үйкеліс коэффициентін µ мына теңдеуден анықтауға болады:
µ=tg(θ).
Айналмалы үйкеліс үшін µ өлшеу көлбеу маятник деп аталатын күрделірек қондырғыны пайдалануды қамтиды. Бұл жағдайда µ есептеу қозғалыс динамикасының теңдеулерін зерттеу арқылы орындалады.
