La force de friction : quelques faits intéressants

La force de friction : quelques faits intéressants
La force de friction : quelques faits intéressants
Anonim

Savez-vous qu'en 1500, le brillant Léonard de Vinci s'intéressait beaucoup à ce dont dépend la force de friction et à quoi elle correspond ? Les expériences étranges qu'il a menées ont provoqué une surprise considérable parmi ses étudiants, et à quoi d'autre pouvait-on s'attendre de la part de personnes qui voient comment un scientifique talentueux traîne une corde sur le sol, soit déroulée sur toute sa longueur, soit étroitement tordue. Ces expériences et d'autres similaires lui permirent un peu plus tard (en 1519) de conclure: la force de frottement qui apparaît lorsqu'un corps entre en contact avec la surface d'un autre dépend directement de la charge (force de pression), ne dépend pas de la zone d'interaction et est dirigée dans le sens opposé au côté mouvement.

force de friction
force de friction

Ouvrir la formule

180 ans se sont écoulés et le modèle de Léonard a été redécouvert par G. Amonton, et en 1781 S. O. Coulomb dans ses travaux lui a donné la formulation finale. Le mérite de ces deux scientifiques est d'avoir introduit une constante physique telle que le coefficient de frottement, permettant ainsi de dériver une formule par laquelle il est possible de calculer à quoi correspond la force de frottement pour une paire particulière de matériaux en interaction. Jusqu'à présent, cette expression

Ft=kt x P, où

P est la force de pression (charge), et kt est le coefficient de frottement, d'année en année migre vers divers manuels et manuels de physique, et les coefficients eux-mêmes sont calculés depuis longtemps et sont contenus dans les manuels d'ingénierie standard. Il semblerait que finalement il y avait une clarté complète avec ce phénomène, mais ce n'était pas là.

de quoi dépend la force de frottement
de quoi dépend la force de frottement

Nouvelles nuances

Au 19ème siècle, les scientifiques sont devenus convaincus que la formulation proposée par Amonton et Coulomb n'est pas universelle et absolument correcte, et que la force de frottement ne dépend pas seulement des coefficients et de la charge appliquée. De plus, il existe un troisième facteur - la qualité du traitement de surface. Selon qu'il est lisse ou rugueux, la force de frottement prendra une valeur différente. En principe, c'est assez logique: déplacer un objet glissant est beaucoup plus facile que de déplacer un objet avec une surface inégale. Et à la fin du XIXe siècle, de nouvelles réalisations dans l'étude de la viscosité sont apparues et il est devenu clair comment la force de frottement agit dans les liquides. Et bien que la lubrification des surfaces frottantes ait été utilisée dès le début de l'émergence de la technologie, ce n'est qu'en 1886, grâce à O. Reynolds a proposé une théorie cohérente sur la lubrification.

force de frottement dans la nature
force de frottement dans la nature

Donc, si c'est suffisant, et qu'il n'y a pas de contact direct entre deux objets, la force de frottement ne dépend que de son hydrodynamique. Et s'il n'y a pas assez de lubrifiant, alors les trois mécanismes sont activés: la force de Coulomb, la force de résistance visqueuse et la force qui empêche de démarrer d'un endroit. Pensez-vous que cette théorie a mis un terme à l'étude de ce phénomène ? C'est vrai, non. Au tournant du 20e siècle, il s'est avéré qu'à basse vitesse, en l'absence de lubrification, l'effet Stribeck se produit. Son essence est que lorsqu'il n'y a pas de lubrification, la force de résistance ne diminue pas immédiatement de la force de départ au niveau de la force de Coulomb, mais diminue progressivement à mesure que la vitesse augmente. Au XXe siècle, de nouvelles recherches dans ce domaine ont apporté tellement de nouvelles informations qu'il fallait les systématiser d'une manière ou d'une autre. En conséquence, toute une science est apparue - la tribologie, qui étudie le fonctionnement de la force de friction dans la nature. Aux États-Unis seulement, le nombre de scientifiques travaillant dans ce domaine a dépassé le millier de personnes et, dans le monde, plus de 700 articles sont publiés chaque année sur ce sujet. Il est curieux de savoir ce que d'autres scientifiques intéressants pourront découvrir? Attendons de voir !

Conseillé: