La fricción es omnipresente en la vida y la producción humana. La fricción se puede dividir en fricción por deslizamiento, fricción estática y fricción por rodadura según sus propiedades. Diferentes fuerzas de fricción tienen diferentes factores que afectan su magnitud. Nuestro grupo eligió la fricción por deslizamiento y la fricción estática para estudiar, y estudió de forma aproximada la fricción de los objetos que se mueven en fluidos. Hasta ahora se han logrado algunos resultados.
En primer lugar, para la fricción por deslizamiento, sabemos por el libro de texto que es proporcional a la presión positiva. Los miembros de nuestro equipo utilizaron el método de la variable de control para verificar con precisión mediante experimentos la conclusión de que cuando el coeficiente de fricción cinética permanece sin cambios, la fuerza de fricción por deslizamiento es proporcional a la presión positiva. Sin embargo, dado que el coeficiente de fricción cinética es difícil de controlar, la conclusión de que la fricción por deslizamiento es proporcional al coeficiente de fricción cinética sólo puede verificarse de manera aproximada cuando la presión positiva permanece sin cambios. De esto todavía podemos obtener la fórmula f = μ n.
Entonces, ¿qué determina el coeficiente de fricción cinética? Sabemos que el coeficiente de fricción cinética refleja la rugosidad de la superficie del objeto. A su vez, la rugosidad de la superficie del objeto determina el coeficiente de fricción cinética. El coeficiente de fricción cinética es la interacción entre dos objetos que no están en contacto suave. movimiento relativo, por lo que el coeficiente de fricción cinética no está determinado solo por la rugosidad de la superficie de un objeto, sino por la rugosidad de la superficie de contacto de dos objetos que interactúan entre sí.
Si cogemos un bolígrafo y un pequeño trozo de cuerda y enrollamos la cuerda alrededor del bolígrafo, encontraremos que cuantas más veces se enrolle la cuerda, más difícil será tirar, especialmente donde hay superposición entre las cuerdas. ¿Hay otros factores que afectan la fricción? Llegamos a la conclusión de que cada vez que la cuerda dé vueltas alrededor del corral, habrá un punto de contacto más entre la cuerda y el corral, y habrá innumerables interacciones entre ambos, es decir, habrá más lugares para generar fricción. , todo lo cual Las fuerzas de fricción sumadas aumentan la fuerza resultante. Si las cuerdas se superponen, no solo habrá una interacción entre la cuerda y el bolígrafo, sino que también habrá una interacción entre la cuerda y la cuerda, impidiendo el movimiento de cada uno. En este momento, la presión entre la cuerda y el bolígrafo incluye no solo la presión entre la cuerda y el bolígrafo, sino también la presión entre la cuerda y el bolígrafo. De esta manera, la fuerza de fricción aumenta bruscamente y es difícil tirar. la cuerda. En la vida, cuando un barco atraca, siempre se usa una cuerda para atar el pilote a la orilla, y también se usa la cuerda para dar varias vueltas para aumentar la fricción. Pero esto no incluye otros factores que afectan la fricción además de la presión normal y el coeficiente de fricción cinética.
La fricción estática se debe a la tendencia de los objetos a moverse entre sí. La causa de las tendencias de movimiento relativo son fuerzas externas. Por lo tanto, las condiciones para generar fricción estática incluyen no sólo la superficie de contacto no lisa y la presión positiva, sino también fuerzas externas. Bajo la condición de que no se exceda la fuerza de fricción estática máxima, cuanto mayor sea la fuerza externa, mayor será la fuerza de fricción estática. Una vez que se excede la fricción estática máxima, el objeto comienza a moverse y la fricción estática cambia a fricción deslizante. Entonces, ¿con qué está relacionada la fricción estática máxima? Los experimentos muestran que fmax=μN significa que la fuerza de fricción estática máxima es proporcional al factor de fricción estática y la presión positiva. El factor de fricción estática es ligeramente mayor que el factor de fricción cinética, porque cuando la fuerza externa es igual a la fuerza de fricción cinética, la fuerza sobre el objeto todavía está equilibrada y la fuerza externa debe aumentarse para que el objeto se mueva.
En cuanto al movimiento de un objeto en un fluido, se debe principalmente a la resistencia que encuentra cuando el fluido repele al fluido, pero no se puede ignorar la fuerza de fricción del fluido en el lado del objeto. Para la resistencia al descargar fluido, podemos reducirla convirtiendo el objeto en movimiento en líneas de corriente, o aumentarla por el método opuesto. En cuanto a la fuerza de fricción en el costado cuando un objeto se mueve, sabemos que cuando el objeto se mueve, hará que el fluido cercano se mueva juntos, mientras que el fluido un poco más lejos permanecerá estacionario. De esta forma, según la ecuación de Bernoulli,
"=constante" significa que el fluido estacionario ejercerá presión sobre el objeto, y el objeto y el fluido no entrarán en contacto suavemente, lo que producirá fricción. Además, a medida que aumenta la velocidad, la presión del fluido en movimiento disminuye, mientras que la presión del fluido estacionario permanece sin cambios, por lo que la diferencia de presión y la presión aumentan, y la fricción aumenta. Mediante un análisis similar, se puede concluir que la fricción aumenta; con profundidad y aumento.
Los factores que inciden en el tamaño de la fricción son fijos y pocos, pero sus manifestaciones son muy diversas y complejas. Sólo comprendiendo y controlando plenamente estos factores podremos aprovechar al máximo la fricción beneficiosa, evitar la fricción dañina y maximizar la producción y la vida útil.