Fizikada ishqalanish koeffitsienti nima va u nima bilan bog'liq? Bu qiymat qanday hisoblanadi? Ishqalanish koeffitsienti son jihatdan nimaga teng? Ushbu va asosiy mavzu bo'yicha ko'tarilgan boshqa savollarga maqola davomida javob beramiz. Albatta, biz ishqalanish koeffitsienti paydo bo'ladigan hodisaga duch keladigan aniq misollarni ham ko'rib chiqamiz.
Ishqalanish nima?
Ishqalanish - moddiy jismlar o'rtasida sodir bo'ladigan o'zaro ta'sir turlaridan biri. Ikki jism o'rtasida u yoki bu sirt maydoni bilan aloqa qilganda ishqalanish jarayoni sodir bo'ladi. Boshqa ko'plab o'zaro ta'sir turlari singari, ishqalanish faqat Nyutonning uchinchi qonunini hisobga olgan holda mavjud. Bu amalda qanday amalga oshadi? Keling, ikkita mutlaqo istalgan jismni olaylik. Bu ikkita o'rta kattalikdagi yog'och blok bo'lsin.
Keling, ularni bir-birining yonidan o'tkazishni boshlaylik, hududlar bo'ylab aloqa o'rnatamiz. Siz ularni bir-biriga nisbatan harakatlantirish ularni havoda harakatlantirishdan ko'ra sezilarli darajada qiyinlashishini sezasiz. Bu erda ishqalanish koeffitsienti o'z rolini o'ynay boshlaydi. Bunday holda, biz mutlaqo xotirjamlik bilan aytishimiz mumkinki, ishqalanish kuchini Nyutonning uchinchi qonuni bilan tavsiflash mumkin: u birinchi jismga tatbiq etilgan bo'lsa, u bir xil ishqalanish kuchiga son jihatdan (modul bo'yicha, ular fizikada aytishni yoqtirishadi) teng bo'ladi. ikkinchi tanaga qo'llaniladi. Ammo Nyutonning uchinchi qonuni minusga ega ekanligini unutmasligimiz kerak, bu kuchlar kattaligi bo'yicha teng bo'lsa ham, turli yo'nalishlarga yo'naltirilganligini aytadi. Shunday qilib, ishqalanish kuchi vektor hisoblanadi.
Ishqalanish kuchining tabiati
Sürgülü ishqalanish kuchi
Ilgari, agar tashqi kuch mos keladigan tizim uchun ruxsat etilgan ma'lum bir maksimal qiymatdan oshsa, unda bunday tizimga kiritilgan jismlar bir-biriga nisbatan harakatlana boshlaydi. Bir tana harakat qiladimi yoki ikkita yoki undan ko'p - bularning barchasi muhim emas. Muhimi shundaki, bu holda toymasin ishqalanish kuchi paydo bo'ladi. Agar uning yo'nalishi haqida gapiradigan bo'lsak, unda u siljish (yoki harakat) yo'nalishiga qarama-qarshi bo'lgan yo'nalishga yo'naltiriladi. Bu jismlarning qanday nisbiy tezligiga bog'liq. Ammo bu har xil jismoniy nuanslarga kirsak.
Shuni ta'kidlash kerakki, aksariyat hollarda toymasin ishqalanish kuchini bir tananing boshqasiga nisbatan tezligidan mustaqil deb hisoblash odatiy holdir. Bundan tashqari, statik ishqalanish kuchining maksimal qiymati bilan hech qanday aloqasi yo'q. Ko'p sonli jismoniy muammolar shunga o'xshash xatti-harakatlar modeli yordamida hal qilinadi, bu esa hal qilish jarayonini ancha osonlashtiradi.
Sirpanish ishqalanish koeffitsienti nimaga teng?
Bu ma'lum bir jismga ishqalanish kuchini qo'llash jarayonini tavsiflovchi formulada mavjud bo'lgan mutanosiblik koeffitsientidan boshqa narsa emas. Koeffitsient o'lchovsiz kattalikdir. Boshqacha aytganda, u faqat raqamlar bilan ifodalanadi. U kilogramm, metr yoki boshqa narsa bilan o'lchanmaydi. Deyarli barcha hollarda ishqalanish koeffitsienti son jihatdan birlikdan kichikdir.
Bu nimaga bog'liq?
Sürgülü ishqalanish koeffitsienti ikki omilga bog'liq: aloqada bo'lgan jismlar qanday materialdan yasalganiga, shuningdek, ularning yuzasi qanday qayta ishlanishiga bog'liq. U bo'rttirma, silliq bo'lishi mumkin yoki unga biron bir maxsus modda qo'llanilishi mumkin, bu ishqalanishni kamaytiradi yoki oshiradi.
Ishqalanish kuchi qanday yo'naltiriladi?
U aloqada bo'lgan ikki yoki undan ortiq jismlarning harakat yo'nalishiga qarama-qarshi yo'nalishda yo'naltiriladi. Yo'nalish vektori tangens chiziq bo'ylab qo'llaniladi.
Agar qattiq va suyuqlik o'rtasida aloqa bo'lsa
Qattiq jism suyuqlik (yoki ma'lum hajmdagi gaz) bilan aloqa qilsa, biz yopishqoq ishqalanish deb ataladigan kuchning paydo bo'lishi haqida gapirishimiz mumkin. Bu, albatta, quruq ishqalanish kuchidan sezilarli darajada kamroq bo'ladi. Ammo uning yo'nalishi (harakat vektori) bir xil bo'lib qoladi. Yopishqoq ishqalanish holatida dam olish haqida gapirishning hojati yo'q.
Tegishli kuch tananing tezligi bilan bog'liq. Agar tezlik kichik bo'lsa, unda kuch tezlikka mutanosib bo'ladi. Agar baland bo'lsa, u tezlik kvadratiga proportsional bo'ladi. Proportsionallik koeffitsienti aloqa sodir bo'lgan jismlarning shakli bilan uzviy bog'liq bo'ladi.
Ishqalanish kuchining boshqa holatlari
Bu jarayon jism dumalaganda ham sodir bo'ladi. Ammo, odatda, muammolarni e'tiborsiz qoldiradilar, chunki aylanma ishqalanish kuchi juda va juda kichik. Bu, aslida, tegishli muammolarni hal qilish jarayonini soddalashtiradi, garchi shu bilan birga yakuniy javobning etarli darajada aniqligini saqlaydi.
Ichki ishqalanish
Bu jarayon fizikada muqobil "qovushqoqlik" so'zi bilan ham ataladi. Aslida, u ko'chirish hodisalarining bir novdasini ifodalaydi. Bu jarayon suyuqlik jismlariga xosdir. Bundan tashqari, biz nafaqat suyuqliklar, balki gazsimon moddalar haqida ham gapiramiz. Yopishqoqlik xususiyati moddaning bir qismini boshqasiga nisbatan o'tkazishga qarshilik ko'rsatishdir. Bunday holda, zarrachalarni harakatlantirish uchun zarur bo'lgan ish mantiqiy ravishda bajariladi. Ammo u atrofdagi kosmosda issiqlik shaklida tarqaladi.
Yopishqoq ishqalanish kuchini aniqlovchi qonun Isaak Nyuton tomonidan taklif qilingan. Bu 1687 yilda sodir bo'lgan. Qonun hali ham buyuk olim nomini saqlab kelmoqda. Ammo bularning barchasi faqat nazariy jihatdan edi va eksperimental tasdiqlash faqat 19-asrning boshlarida olingan. Tegishli tajribalar Coulomb, Hagen va Puiseuille tomonidan amalga oshirildi.
Shunday qilib, suyuqlikka ta'sir qiladigan yopishqoq ishqalanish kuchi qatlamlarning nisbiy tezligiga, shuningdek, maydonga mutanosibdir. Shu bilan birga, qatlamlar bir-biriga nisbatan joylashgan masofaga teskari proportsionaldir. Ichki ishqalanish koeffitsienti proportsionallik koeffitsienti bo'lib, bu holda gaz yoki suyuq moddaning turiga qarab belgilanadi.
Yana bir koeffitsient shunga o'xshash tarzda aniqlanadi, bu ikki oqimning nisbiy harakati bilan bog'liq vaziyatlarda yuzaga keladi. Bu, shunga ko'ra, gidravlik ishqalanish koeffitsienti.
Ishqalanish koeffitsienti F ishqalanish kuchining teginish yuzasiga normal yo'naltirilgan T reaktsiyasiga nisbati bo'lib, u bir jismni boshqasiga bosgan holda yuk tushganda yuzaga keladi: f = F / T.
Ishqalanish koeffitsienti - bu ikki jismning ishqalanish o'zaro ta'sirini tavsiflovchi texnik hisob-kitoblarni bajarishda foydalaniladigan belgi. Bir jismning boshqasiga nisbatan harakatlanish turiga qarab quyidagilar ajratiladi: kesish paytida ishqalanish koeffitsienti - sirpanish va dumalash paytida ishqalanish koeffitsienti. O'z navbatida, sirpanishda, tangensial kuchning kattaligiga qarab, qisman sirpanish ishqalanish koeffitsienti, statik ishqalanish koeffitsienti va sirpanish ishqalanish koeffitsienti farqlanadi. Bu barcha ishqalanish koeffitsientlari sirtlarning pürüzlülüğü va to'lqinliligiga va sirtlarni qoplaydigan plyonkalarning tabiatiga qarab keng chegaralarda o'zgarishi mumkin. Uzoq muddatli aloqa uchun ular yukning o'zgarishi bilan ozgina o'zgaradi. Sürgülü ishqalanish koeffitsientining kattaligiga qarab, ishqalanish juftlari 2 guruhga bo'linadi: ishqalanish koeffitsienti yuqori bo'lgan ishqalanish materiallari - odatda 0,3-0,35, kamdan-kam hollarda 0,5-0,6 va ishqalanish koeffitsienti moylashsiz ishqalanishga qarshi materiallar. 0. 15-0,12, chegara moylash bilan 0,1-0,05. Qattiq jismning (masalan, g'ildirakning) erkin aylanish qarshiligi aylanma qarshilik koeffitsienti fk = T rd/Ik [sm] bilan tavsiflanadi, bu erda T - g'ildirakning tayanchga reaktsiyasining normal komponenti; rd - dinamik aylanish radiusi; Ik - g'ildirakdagi normal yuk. Agar g'ildirak harakatlanuvchi yoki tormoz momentlari bilan ta'sir qilsa, u holda g'ildirakning yo'l yuzasiga yopishish koeffitsienti y tenglik bilan aniqlanadi: y = Tx/Ik, bu erda Tx - aylanuvchi g'ildirak o'rtasida paydo bo'ladigan qisman sirpanish ishqalanish kuchi. va yo'l. Fk va y koeffitsientlari sezilarli darajada ishqalanish jismlarining tabiatiga, ularni qoplaydigan plyonkalarning tabiatiga va aylanish tezligiga bog'liq. Odatda metallar uchun (po'lat ustidagi po'lat) fk = 0,001-0,002 sm avtomobil 80 km / soat tezlikda harakatlansa, g'ildiraklarning asfaltda ishqalanish koeffitsienti fk = 0,02 sm ni tashkil qiladi va tezlikni oshirish bilan keskin ortadi. Avtomobil g'ildiraklari uchun quruq asfaltda yopishish koeffitsienti y 0,8 ga etadi va suv plyonkasi mavjud bo'lganda u 0,2-0,1 gacha kamayadi.
Ishqalanish koeffitsienti tuproq turiga va ishqalanish yuzalarining nisbiy harakat tezligiga bog'liq. Statik ishqalanish koeffitsienti (8.1-jadval) kema qayta suzayotganda harakatlana boshlagan paytdagi ishqalanish koeffitsientidan biroz kattaroqdir. 8.1-jadval Har xil tuproqlar uchun statik ishqalanish koeffitsientining qiymatlari Tuproqning tabiati koeffitsienti Suyuq loy (loy) Loy Qumli gil Nozik qum Dag'al qum Shag'al Tosh tosh 0,20-0,30 0,30-0,45 0,30-0,40040. 0,50 0,45-0,50 0,35-0,50 0,40-0,60 Qoidaga ko'ra, quruqlikka tushganda, kema korpusi yerga osilib qoladi. Tuproq kemaning yon tomonlariga bosim o'tkaza boshlaydi. Ushbu bosim idishni qayta tiklashga qo'shimcha qarshilik ko'rsatadi. Cho'kish miqdori tuproq turiga, korpus bosimiga va quruqlikda o'tkaziladigan vaqtga bog'liq. Idish cho'kib ketganda, tuproq zarralari korpusga yopishib, assimilyatsiya effektini yaratadi. Tuproqning yopishqoqligi qanchalik katta bo'lsa, so'rish kuchi shunchalik katta bo'ladi. Eng katta so'rish yopishqoq loyda kuzatiladi. Toshli tuproqlarda korpus toshlar va hatto toshlar kiradigan teshiklarni olishi mumkin. Bu, shuningdek, kemaning qayta yuklanishini oldini oladi. Quruq kemaga ta'sir qiluvchi kuchlarning tabiati har xil, ammo ularni hisobga olish mumkin. Biroq, buning uchun kemaning holatini har tomonlama va to'liq tekshirishga asoslangan mashaqqatli hisob-kitoblarni talab qiladi, bu o'z-o'zidan mehnat talab qiladigan jarayondir. Amalda (8.1) formula bo'yicha soddalashtirilgan hisob-kitoblar qo'llaniladi va kuchlar ta'sirining o'ziga xos xususiyatlari hisobga olinadi. Bu o'z vositalarimiz yordamida kemani qayta tiklash imkoniyati to'g'risida fundamental qaror qabul qilish va favqulodda ishlarning tabiati va hajmini baholash uchun etarli.
Ilmiy-amaliy konferensiya
Ishqalanish koeffitsienti va m usullari uning hisoblash
Penza 2010 yil
I bob Nazariy qism
1. Ishqalanish turlari, ishqalanish koeffitsienti
II bob. Amaliy qism
Statik, sirpanish va dumalab ishqalanishni hisoblash
Statik ishqalanish koeffitsientini hisoblash
Ma'lumotnomalar
I bob Nazariy qism
1. Ishqalanish turlari, ishqalanish koeffitsienti
Biz har qadamda ishqalanishga duch kelamiz. Ishqalanishsiz qadam tashlay olmaymiz, desak to'g'riroq bo'lar edi. Ammo ishqalanish hayotimizda katta rol o'ynashiga qaramay, ishqalanish paydo bo'lishining etarlicha to'liq tasviri hali yaratilmagan. Bu hatto ishqalanishning murakkab tabiatga ega bo'lganligi bilan bog'liq emas, balki ishqalanish bilan tajribalar sirt ishlov berishga juda sezgir va shuning uchun uni qayta tiklash qiyin.
Mavjud tashqi Va ichki ishqalanish (aks holda deyiladiyopishqoqlik ). Tashqi Ishqalanishning bu turi qattiq jismlarning aloqa nuqtalarida jismlarning o'zaro harakatiga to'sqinlik qiluvchi va ularning sirtiga tangensial yo'naltirilgan kuchlar paydo bo'lishi deyiladi.
Ichki ishqalanish (qovushqoqlik) - o'zaro harakat paytida yuzaga keladigan ishqalanish turi. suyuqlik yoki gaz qatlamlari, ular orasida tangensial kuchlar paydo bo'lib, bunday harakatga to'sqinlik qiladi.
Tashqi ishqalanish quyidagilarga bo'linadistatik ishqalanish (statik ishqalanish ) Va kinematik ishqalanish . Ruxsat etilgan qattiq jismlar ulardan birini harakatga keltirishga harakat qilganda ular o'rtasida statik ishqalanish paydo bo'ladi. Kinematik ishqalanish o'zaro tegib turgan harakatlanuvchi qattiq jismlar o'rtasida mavjud. Kinematik ishqalanish, o'z navbatida, bo'linadisurma ishqalanish Va aylanma ishqalanish .
Ishqalanish kuchlari inson hayotida muhim rol o'ynaydi. Ba'zi hollarda u ulardan foydalanadi, boshqalari esa ular bilan kurashadi. Ishqalanish kuchlari tabiatan elektromagnitdir.
Agar tana har qanday sirtda sirpanib ketsa, uning harakati to'sqinlik qiladisurma ishqalanish kuchi.
Qayerda N - yer reaktsiyasi kuchi, aμ - surma ishqalanish koeffitsienti. Koeffitsientμ aloqa qiladigan yuzalarni qayta ishlash materiali va sifatiga bog'liq va tana vazniga bog'liq emas. Ishqalanish koeffitsienti eksperimental tarzda aniqlanadi.
Sürgülü ishqalanish kuchi har doim tananing harakatiga teskari yo'naltiriladi. Tezlik yo'nalishi o'zgarganda, ishqalanish kuchining yo'nalishi ham o'zgaradi.
Ishqalanish kuchi tanani harakatga keltirishga harakat qilganda unga ta'sir qila boshlaydi. Agar tashqi kuch bo'lsaF kamroq mahsulotmN, keyin tana harakat qilmaydi - harakatning boshlanishi, ular aytganidek, statik ishqalanish kuchi bilan oldini oladi. Tana faqat tashqi kuch ta'sirida harakat qila boshlaydiF statik ishqalanish kuchi ega bo'lishi mumkin bo'lgan maksimal qiymatdan oshib ketadi
Statik ishqalanish - bir jismning boshqa jism yuzasida harakatlanishiga xalaqit beradigan ishqalanish kuchi.
II bob. Amaliy qism
1. Statik, sirpanish va dumalab ishqalanishni hisoblash
Yuqoridagilarga asoslanib, men empirik tarzda statik, sirpanish va dumaloq ishqalanish kuchini topdim. Buning uchun men bir nechta juft jismlardan foydalandim, ularning o'zaro ta'siri natijasida ishqalanish kuchi paydo bo'ladi va kuchni o'lchash uchun moslama - dinamometr.
Mana quyidagi juft tanalar:
ma'lum bir massadagi to'rtburchaklar parallelepiped shaklidagi yog'och blok va laklangan yog'och stol.
birinchisidan kamroq massaga ega bo'lgan to'rtburchaklar parallelepiped shaklidagi yog'och blok va laklangan yog'och stol.
ma'lum bir massali silindr shaklida yog'och blok va laklangan yog'och stol.
birinchidan kamroq massaga ega bo'lgan silindr shaklida yog'och blok va laklangan yog'och stol.
Tajribalar o'tkazilgandan so'ng, quyidagi xulosaga kelish mumkin:
Statik, sirpanish va dumalab ishqalanish kuchi eksperimental tarzda aniqlanadi.
Statik ishqalanish:
1) Fp=0,6 N, 2) Fp=0,4 N, 3) Fp=0,2 N, 4) Fp=0,15 N uchun
Sürgülü ishqalanish:
1) Fs=0,52 N, 2) Fs=0,33 N, 3) Fs=0,15 N, 4) Fs=0,11 N uchun
Aylanma ishqalanish:
3) Fk=0,14 N, 4) Fk=0,08 N uchun
Shunday qilib, men eksperimental ravishda tashqi ishqalanishning har uch turini aniqladim va bunga erishdim
Xuddi shu jism uchun Fp> Fs > Fk.
2. Statik ishqalanish koeffitsientini hisoblash
Ammo qiziqroq narsa ishqalanish kuchi emas, balki ishqalanish koeffitsienti. Uni qanday hisoblash va aniqlash mumkin? Va men ishqalanish kuchini aniqlashning faqat ikkita usulini topdim.
Birinchi usul juda oddiy. Formulani bilish va empirik aniqlash va N, statik, sirpanish va dumalab ishqalanish koeffitsientini aniqlash mumkin.
1) N 0,81 N, 2) N 0,56 N, 3) N 2,3 N, 4) N 1,75
Statik ishqalanish koeffitsienti:
= 0,74; 2) = 0,71; 3) = 0,087; 4) = 0,084;
Sürgülü ishqalanish koeffitsienti:
= 0,64; 2) = 0,59; 3) = 0,063; 4) = 0,063
Aylanma ishqalanish koeffitsienti:
3) = 0,06; 4) = 0,055;
Jadval ma'lumotlarini tekshirish orqali men o'z qadriyatlarimning to'g'riligini tasdiqladim.
Ammo ishqalanish koeffitsientini topishning ikkinchi usuli ham juda qiziq.
Ammo bu usul statik ishqalanish koeffitsientini yaxshi aniqlaydi, ammo sirpanish va dumaloq ishqalanish koeffitsientini hisoblashda bir qator qiyinchiliklar paydo bo'ladi.
Tavsif: Tana boshqa tana bilan dam oladi. Keyin birinchi jism yotgan ikkinchi jismning uchi birinchi jism o'z joyidan harakatlanmaguncha ko'tarila boshlaydi.
= sin /cos =tg =BC/AC
Ikkinchi usulga asoslanib, men ma'lum miqdordagi statik ishqalanish koeffitsientlarini hisoblab chiqdim.
Yog'ochdan yog'ochga:
AB = 23,5 sm; Miloddan avvalgi = 13,5 sm.
P = BC/AC = 13,5/23,5 = 0,57
2. Yog'ochga polistirol ko'pik:
AB = 18,5 sm; BC = 21 sm.
P = BC/AC = 21/18,5 = 1,1
3. Yog'ochga shisha:
AB = 24,3 sm; BC = 11 sm.
P = BC/AC = 11/24,3 = 0,45
4. Yog'ochdagi alyuminiy:
AB = 25,3 sm; BC = 10,5 sm.
P = BC/AC = 10,5/25,3 = 0,41
5. Yog'och ustidagi po'lat:
AB = 24,6 sm; Miloddan avvalgi = 11,3 sm.
P = BC/AC = 11,3/24,6 = 0,46
6. Org. Yog'och ustidagi shisha:
AB = 25,1 sm; BC = 10,5 sm.
P = BC/AC = 10,5/25,1 = 0,42
7. Yog'ochga grafit:
AB = 23 sm; Miloddan avvalgi = 14,4 sm.
P = BC/AC = 14,4/23 = 0,63
8. Kartondagi alyuminiy:
AB = 36,6 sm; Miloddan avvalgi = 17,5 sm.
P = BC/AC = 17,5/36,6 = 0,48
9. Plastmassa ustiga dazmollash:
AB = 27,1 sm; BC = 11,5 sm.
P = BC/AC = 11,5/27,1 = 0,43
10. Org. Plastmassadagi shisha:
AB = 26,4 sm; Miloddan avvalgi = 18,5 sm.
P = BC/AC = 18,5/26,4 = 0,7
Hisob-kitoblarim va tajribalarimga asoslanib, men shunday xulosaga keldim P > C > K , bu adabiyotdan olingan nazariy asosga shubhasiz mos keladi. Mening hisob-kitoblarim natijalari jadval ma'lumotlaridan tashqariga chiqmadi, balki ularni to'ldirdi, buning natijasida men turli materiallarning ishqalanish koeffitsientlarining jadvalli qiymatlarini kengaytirdim.
Adabiyot
1. Kragelskiy I.V., Dobychin M.N., Kombalov V.S. Ishqalanish va eskirish uchun hisob-kitoblar asoslari. M.: Mashinasozlik, 1977. 526 b.
Frolov, K.V.Zamonaviy tribologiya: natijalar va istiqbollar.
LKI nashriyoti, 2008 yil
Elkin V.I. "Fizika bo'yicha g'ayrioddiy o'quv materiallari". "Maktabda fizika" jurnali kutubxonasi, 16-son, 2000 yil.
Ming yilliklar donoligi. Entsiklopediya. Moskva, Olma - matbuot, 2006 yil. Ishning maqsadi
: dumalab ishqalanish hodisasi bilan tanishing, to‘rt g‘ildirakli aravaning aylanma ishqalanish koeffitsientini aniqlang.. Uskunalar
: vagon modeli sifatida trolleybus, fotoelementlar to'plamiga ega gorizontal relsli yo'l, sekundomer, og'irliklar to'plami.
NAZARIY KIRISH Aylanma ishqalanish kuchi
silindrsimon jismlar aylanayotganda yuzaga keladigan aloqa yuzasiga tegib turgan harakatga qarshilik kuchidir.
G'ildirak relsda aylansa, g'ildirakda ham, relsda ham deformatsiya sodir bo'ladi. Materialning ideal bo'lmagan elastikligi tufayli kontakt zonasida mikrotuberkulyarlarning plastik deformatsiyasi jarayonlari, g'ildirak va relsning sirt qatlamlari sodir bo'ladi. Qoldiq deformatsiya tufayli g'ildirak orqasidagi relsning darajasi g'ildirak oldidagidan pastroq bo'lib chiqadi va g'ildirak harakatlanayotganda doimiy ravishda dumga aylanadi. Aloqa zonasining tashqi qismida temir yo'l bo'ylab g'ildirakning qisman siljishi sodir bo'ladi. Bu jarayonlarning barchasida ish dumaloq ishqalanish kuchi bilan amalga oshiriladi. Bu kuchning ishi mexanik energiyaning tarqalishiga, uning issiqlikka aylanishiga olib keladi, shuning uchun aylanma ishqalanish kuchi tarqatuvchi kuchdir. Aloqa zonasining markaziy qismida yana bir tangensial kuch paydo bo'ladi - bu statik ishqalanish kuchi yoki yopishish kuchi
g'ildirak va temir yo'l materiallari. Lokomotivning harakatlantiruvchi g'ildiragi uchun yopishish kuchi tortish kuchi, oyoq tormozi bilan tormozlashda esa tormoz kuchi hisoblanadi. Kontakt zonasining markazida g'ildirakning relsga nisbatan harakati yo'qligi sababli, yopishish kuchi bilan hech qanday ish bajarilmaydi. Temir yo'l tomondan g'ildirakdagi bosimning taqsimlanishi assimetrik bo'lib chiqadi. Old tomondan ko'proq bosim, orqada esa kamroq (1-rasm). Shuning uchun, natijaviy kuchning g'ildirakka ta'sir qilish nuqtasi biroz kichik masofaga oldinga siljiydi b . o'qiga nisbatan Keling, g'ildirakdagi relsning kuchini ikkita komponent shaklida tasavvur qilaylik. Ulardan biri teginish zonasiga yo'naltirilgan, bu yopishish kuchi. Boshqa komponent Q kontakt yuzasiga normal yo'naltirilgan va g'ildirak o'qi orqali o'tadi.
Keling, o'z navbatida oddiy bosim kuchini kengaytiraylik Q ikki komponentga: kuch N, bu temir yo'lga perpendikulyar bo'lib, tortishish va kuchni qoplaydi F sifati, bu harakatga qarshi temir yo'l bo'ylab yo'naltirilgan. Bu kuch g'ildirakning harakatlanishiga to'sqinlik qiladi va aylanma ishqalanish kuchi hisoblanadi. Bosim kuchi Q hech qanday moment hosil qilmaydi. Shuning uchun uning tarkibiy kuchlarining g'ildirak o'qiga nisbatan momentlari bir-birini kompensatsiya qilishlari kerak: . Qayerda 
. NAZARIY KIRISH kuchga mutanosib N, relsga perpendikulyar g'ildirak ustida harakat qiladi:
. (1)
Bu yerga
– dumalab ishqalanish koeffitsienti. Bu temir yo'l va g'ildirak materialining elastikligiga, sirt holatiga va g'ildirakning o'lchamiga bog'liq. Ko'rib turganingizdek, g'ildirak qanchalik katta bo'lsa, dumaloq ishqalanish kuchi shunchalik kam bo'ladi. Agar g'ildirak orqasida temir yo'lning shakli tiklangan bo'lsa, unda bosim diagrammasi nosimmetrik bo'ladi va hech qanday dumaloq ishqalanish bo'lmaydi. Po'lat g'ildirak po'lat relsda aylanayotganda, dumaloq ishqalanish koeffitsienti juda kichik: 0,003-0,005, toymasin ishqalanish koeffitsientidan yuzlab marta kamroq. Shuning uchun, siljitish sudrab olishdan ko'ra osonroqdir.
Prokatning ishqalanish koeffitsientini eksperimental aniqlash laboratoriya qurilmasida amalga oshiriladi. Aravaning namunasi bo'lgan trolleybus gorizontal relslar bo'ylab aylansin. U relslardan gorizontal dumalab ishqalanish va yopishish kuchlariga ta'sir qiladi (2-rasm). Massali aravaning sekin harakati uchun Nyutonning ikkinchi qonuni tenglamasini yozamiz m tezlanish yo'nalishi bo'yicha proyeksiyada:
. (2)
G'ildiraklarning massasi trolleybus massasining muhim qismini tashkil qilganligi sababli, g'ildiraklarning aylanish harakatini hisobga olmaslik mumkin emas. Keling, g'ildiraklarning aylanishini ikkita harakatning yig'indisi sifatida tasavvur qilaylik: arava bilan birgalikda tarjima harakati va g'ildirak juftlarining o'qlariga nisbatan aylanish harakati. Biz g'ildiraklarning oldinga siljishini aravaning oldinga siljishi bilan ularning umumiy massasi bilan birlashtiramiz m(1) tenglamada . G'ildiraklarning aylanish harakati faqat tortish momenti ta'sirida sodir bo'ladi F sc R. Asosiy tenglama aylanish dinamikasi qonuni(barcha g'ildiraklarning inersiya momenti va burchak tezlanishining ko'paytmasi kuch momentiga teng) shaklga ega.
. (3)
Agar g'ildirakning relsga nisbatan sirpanishi bo'lmasa, aloqa nuqtasining tezligi nolga teng. Demak, tarjima va aylanma harakatlarning tezliklari teng va qarama-qarshidir: . Agar bu tenglikni farqlasak, aravaning translatsiya tezlanishi bilan g'ildirakning burchak tezlanishi o'rtasidagi munosabatni olamiz: . Keyin (3) tenglama shaklni oladi 
. Noma'lum yopishish kuchini yo'q qilish uchun bu tenglamani (2) tenglamaga qo'shamiz. Natijada biz olamiz
. (4)
Olingan tenglama Nyutonning ikkinchi qonunining samarali massali aravaning translatsiya harakati uchun tenglamasiga to'g'ri keladi: 
, bu allaqachon g'ildirak aylanish inertsiyasining trolleybusning inertsiyasiga hissasini hisobga oladi. Texnik adabiyotlarda g'ildiraklarning aylanish harakati tenglamasi (3) ishlatilmaydi, lekin samarali massani kiritish orqali g'ildirak aylanishi hisobga olinadi. Masalan, yuklangan avtomobil uchun inertsiya koeffitsienti γ
1,05 ga teng va bo'sh avtomobil uchun g'ildirak inertsiyasining ta'siri kattaroq: γ
= 1,10.
Dumalab ishqalanish kuchini almashtirish 
tenglamaga (4), biz dumalab ishqalanish koeffitsienti uchun hisoblash formulasini olamiz
. (5)
 |
Formula (5) yordamida dumalab ishqalanish koeffitsientini aniqlash uchun trolleybusning tezlanishini eksperimental tarzda o'lchash kerak. Buning uchun aravani biroz tezlik bilan suring V Gorizontal relslarda 0. Bir tekis sekin harakat kinematikasi tenglamasi shaklga ega
.
Yo'l S va haydash vaqti t o'lchash mumkin, lekin harakatning dastlabki tezligi noma'lum V 0 . Shu bilan birga, o'rnatish (3-rasm) boshlang'ich fotoelementdan keyingi etti fotoselgacha bo'lgan harakat vaqtini o'lchaydigan etti sekundomerga ega. Bu sizga yetti tenglamalar tizimini yaratish va ulardan boshlang'ich tezlikni chiqarib tashlash yoki bu tenglamalarni grafik tarzda echish imkonini beradi. Grafik yechim uchun biz bir xil sekin harakat tenglamasini vaqtga bo'linib qayta yozamiz: 
.
Har bir fotoelementga o'rtacha harakat tezligi fotoelementlarga harakatlanish vaqtiga chiziqli ravishda bog'liq. Shuning uchun, qaramlik grafigi<V>(t) - burchak koeffitsienti tezlanishning yarmiga teng bo'lgan to'g'ri chiziq (4-rasm).
. (6)
Radiusli silindrlarga o'xshash trolleybusning to'rt g'ildiragining inersiya momenti R ularning umumiy massasi bilan m hisob, formula bilan aniqlash mumkin 
. Keyin g'ildirakning aylanish inertsiyasini tuzatish shaklni oladi 
.
ISHNI BAJARISH
1. Bir necha yuk bilan birga aravaning massasini tortish orqali aniqlang. Rolling yuzasi bo'ylab g'ildiraklarning radiusini o'lchang. O'lchov natijalarini jadvalga yozing. 1.
1-jadval 2-jadval
| S, m | t, Bilan | , Xonim |
| 0,070 | ||
| 0,140 | ||
| 0,210 | ||
| 0,280 | ||
| 0,350 | ||
| 0,420 | ||
| 0,490 |
2. Reylarning gorizontalligini tekshiring. Aravani relslarning boshiga qo'ying, shunda aravaning tayog'i boshlang'ich fotoselning teshiklari oldida bo'lsin. Quvvat manbaini 220 V tarmoqqa ulang.
3. Aravani relslar bo'ylab suring, shunda u tuzoqqa etib boradi va unga tushadi. Har bir soniya hisoblagichi aravaning boshlang'ich fotoelementdan fotoelementga o'tish vaqtini ko'rsatadi. Tajribani bir necha marta takrorlang. Jadvaldagi tajribalardan birida etti sekundomerning ko'rsatkichlarini yozib oling. 2.
4. Hisob-kitoblarni amalga oshiring. Har bir fotoelementning boshidan boshlab yo'lda aravaning o'rtacha tezligini aniqlang
5. Har bir fotoelementga o'rtacha harakat tezligining harakat vaqtiga bog'liqligini chizing. Grafikning o'lchami kamida yarim sahifani tashkil qiladi. Koordinata o'qlarida bir xil masshtabni belgilang. Nuqtalar yaqinida to‘g‘ri chiziq chizing.
6. O'rtacha tezlanish qiymatini aniqlang. Buning uchun tajriba chizig'ida gipotenuzada bo'lgani kabi to'g'ri burchakli uchburchak yasang. (6) formuladan foydalanib, o'rtacha tezlanish qiymatini toping.
7. G'ildiraklarning aylanish inertsiyasini bir jinsli disklar deb hisoblab, tuzatishni hisoblang. 
. Formula (5) yordamida dumalab ishqalanish koeffitsientining o'rtacha qiymatini aniqlang.<μ>.
8. O'lchov xatosini grafik tarzda baholang
. (7)
Natijani yozib oling μ = <μ>± dm, R = 90%.
Xulosa chiqaring.
TEST SAVOLLARI
1. Aylanma ishqalanish kuchining sababini tushuntiring. Aylanma ishqalanish kuchining kattaligiga qanday omillar ta'sir qiladi?
2. Aylanma ishqalanish kuchi qonunini yozing. Prokatning ishqalanish koeffitsienti nimaga bog'liq?
3. Aravaning gorizontal relslardagi translatsiya harakati va g'ildiraklarning aylanish harakati dinamikasi uchun tenglamalarni yozing. Effektiv massali arava uchun harakat tenglamasini chiqaring.
4. Prokatning ishqalanish koeffitsientini aniqlash formulasini chiqaring.
5. Trolleybusning relslarda aylanayotganda tezlanishini aniqlashning grafik usulining mohiyatini tushuntiring. Tezlanish formulasini chiqaring.
6. G‘ildirak aylanishining arava inertsiyasiga ta’sirini tushuntiring.
Ish 17-b
Tegishli ma'lumotlar.
Ishqalanish kuchining jismlar orasidagi aloqa yuzasiga bog'liqligini o'rganish
Keling, ishqalanish kuchi nimaga bog'liqligini bilib olaylik. Buning uchun biz silliq yog'och taxta, yog'och blok va dinamometrdan foydalanamiz.
1-rasm.
Birinchidan, ishqalanish kuchi jismlar orasidagi aloqa yuzasiga bog'liqligini tekshirib ko'raylik. Blokni eng katta sirt maydoni bo'lgan chetiga gorizontal taxta ustiga qo'ying. Blokka dinamometrni biriktirib, biz taxta yuzasi bo'ylab yo'naltirilgan kuchni silliq oshiramiz va statik ishqalanish kuchining maksimal qiymatini sezamiz. Keyin biz bir xil blokni kichikroq sirt maydoni bo'lgan boshqa yuzga joylashtiramiz va yana statik ishqalanish kuchining maksimal qiymatini o'lchaymiz. Tajriba shuni ko'rsatadiki, statik ishqalanish kuchining maksimal qiymati jismlar orasidagi aloqa yuzasiga bog'liq emas.
Xuddi shu o'lchovlarni blokning taxta yuzasi bo'ylab bir tekis harakatlanishi bilan takrorlash orqali biz toymasin ishqalanish kuchi ham jismlar orasidagi aloqa yuzasiga bog'liq emasligiga amin bo'ldik.
Ishqalanish kuchining bosim kuchiga bog'liqligini o'rganish
Birinchi blokga bir xil turdagi ikkinchi blokni joylashtiramiz.
2-rasm.
Bu bilan biz tananing va stolning aloqa yuzasiga perpendikulyar kuchni oshiramiz (u bosim kuchi deb ataladi ~$\overline(P)$). Endi biz yana maksimal statik ishqalanish kuchini o'lchasak, uning ikki baravar ko'payganini ko'ramiz. Uchdan birini ikkita barga qo'yib, biz maksimal statik ishqalanish kuchi uch baravar ko'payganligini aniqlaymiz.
Bunday tajribalarga asoslanib, statik ishqalanish kuchi modulining maksimal qiymati bosim kuchiga to'g'ridan-to'g'ri proportsional degan xulosaga kelishimiz mumkin.
Tananing va tayanchning o'zaro ta'siri tananing va tayanchning deformatsiyasiga olib keladi.
Tayanchning deformatsiyasi natijasida vujudga keladigan va jismga ta’sir etuvchi $\overline(N)$ elastiklik kuchi tayanch reaksiya kuchi deyiladi. Nyutonning uchinchi qonuniga ko'ra, bosim kuchi va qo'llab-quvvatlovchi reaktsiya kuchi teng kattalik va yo'nalish bo'yicha qarama-qarshidir:
3-rasm.
Shuning uchun oldingi xulosani quyidagicha shakllantirish mumkin: maksimal statik ishqalanish kuchining moduli qo'llab-quvvatlovchi reaktsiya kuchiga proportsionaldir:
Yunoncha $\mu$ harfi ishqalanish koeffitsienti (mos ravishda dam olish yoki sirpanish) deb ataladigan mutanosiblik koeffitsientini bildiradi.
Tajriba shuni ko'rsatadiki, sirpanish ishqalanish kuchi moduli $F_(mp) $, shuningdek, maksimal statik ishqalanish kuchi moduli tayanch reaktsiya kuchi moduliga proportsionaldir:
Statik ishqalanish kuchining maksimal qiymati taxminan surma ishqalanish kuchiga teng, statik va toymasin ishqalanish koeffitsientlari ham taxminan tengdir.
O'lchovsiz proportsionallik koeffitsienti $\mu$ quyidagilarga bog'liq:
- ishqalanish yuzalarining tabiatidan;
- ishqalanish yuzalarining holati, xususan, ularning pürüzlülüğü bo'yicha;
- sirpanish holatida ishqalanish koeffitsienti tezlik funktsiyasidir.
1-misol
Magistralning gorizontal qismida $20$ m/s tezlikda tormozlana boshlagan avtomobilning minimal tormozlash masofasini aniqlang. Ishqalanish koeffitsienti 0,5 ga teng.
Berilgan: $v=20$ m/s, $\mu =0,5$.
Toping: $S_(\min ) $-?
Yechim: Avtomobilning tormozlash masofasi ishqalanish kuchining maksimal qiymatida minimal qiymatga ega bo'ladi. Ishqalanish kuchining maksimal qiymatining moduli quyidagilarga teng:
\[(F_(mp))_(\max ) =\mu mg\]
Tormozlash vaqtida $F_(mp) $ kuch vektori $\overline(v)_(0) $va joy almashish $\overline(S)$ tezlik vektorlariga qarama-qarshi yoʻnalgan.
To'g'ri chiziqli bir tekis tezlashtirilgan harakatda avtomobilning $S_(x) $ siljishining avtomobilning $\overline(v)_(0) $ tezlik vektoriga parallel o'qga proyeksiyasi quyidagilarga teng:
Miqdorlar moduliga o'tsak, biz quyidagilarni olamiz:
Vaqt qiymatini quyidagi shartdan topish mumkin:
\ \
Keyin o'zgartirish moduli uchun biz quyidagilarni olamiz:
$a=\frac((F_(mp))_(\max ) )(m) =\frac(\mu mg)(m) =\mu g$, keyin
$S_(\min ) =\frac(v_(0) ^(2) )(2\mu g) \taxminan 40$m.
Javob: $S_(\min ) =40$ m.
2-misol
Og'irligi $8$t bo'lgan teplovoz tezligini $0,3$m/s ga $5$ sekundda kamaytirish uchun unga gorizontal yo'nalishda qanday kuch qo'llanilishi kerak? Ishqalanish koeffitsienti $0,05.$
Berilgan: $m=8000$ kg, $\Delta v=0,3$ m/s, $\mu =0,05$.
Toping: $F$-?
4-rasm.
Jismning harakat tenglamasini yozamiz:
Keling, kuchlar va tezlanishni x o'qiga proyeksiya qilaylik:
$F_(mp) =\mu mg$ va $a=\frac(v-v_(0) )(t) =\frac(\Delta v)(t) $ boʻlgani uchun biz quyidagilarni olamiz:
$F=m(\frac(\Delta v)(t) -\mu g)=3440$N
