Трение скольжения и трение качения — это два типа сил трения, которые препятствуют движению объекта по поверхности. Трение — это сила, препятствующая скольжению соседних объектов друг относительно друга.
Трение качения анализировать труднее, чем трение скольжения. Трение качения ниже, чем кинетическое трение, связанное с скольжением.
Основные выводы
- Трение скольжения и трение качения — это оба типа трения, которые возникают, когда две поверхности соприкасаются и сопротивляются движению.
- Трение скольжения возникает, когда две поверхности скользят друг относительно друга, создавая тепло и износ, а трение качения возникает, когда круглый объект катится по поверхности, создавая меньше трения и износа.
- Трение качения ниже, чем трение скольжения, и отвечает за плавное движение таких объектов, как колеса, подшипники и шестерни.
Трение скольжения против трения качения
Разница между трением скольжения и трением качения заключается в том, что трение скольжения возникает всякий раз, когда один контакт трется о другой, а трение качения возникает, когда объект катится по другой поверхности. Трение скольжения можно классифицировать как форму трения, а трение качения - нет.
Трение скольжения — это простая концепция, имеющая множество применений. Мы не можем найти плоскую поверхность в реальная жизнь. Из-за относительной скорости между двумя соседними поверхностями, когда предмет скользит по любой поверхности, он получает обратную силу.
Трение скольжения всегда было противоположностью движения. Всякий раз, когда мы пытаемся сдвинуть предмет на плоском полу, например, шкаф, мы испытываем трение скольжения.
Создание круглого колеса считается водораздел момент в истории человечества. Первое колесо родилось из-за необходимости катить объект. Трение качения — это сила, которая сопротивляется движению всякий раз, когда объект катится по поверхности.
В идеале, когда предмет плавно катится по поверхности, между соприкасающимися поверхностями нет трения скольжения. Однако на практике и тело, и поверхность изгибаются за счет упругих свойств.
Сравнительная таблица
| Параметры сравнения | Скользящее трение | Трение качения |
|---|---|---|
| Происходит | Это происходит в результате взаимосвязи между размерами мельчайших выпуклостей на поверхностях. | Это происходит в результате деформации поверхности. |
| Тип трения | Трение скольжения является типом трения, который можно принять. | Трение качения - это форма трения, а не сила сопротивления. Важно помнить, что не все силы сопротивления являются трением. |
| Зависимость коэффициента | Минимальное количество доступного тепла и структура поверхностей влияют на коэффициент не только из-за внешних воздействий. | На коэффициент влияют радиус катящегося объекта, глубина, на которую объект опускается, структура поверхностного слоя и ряд других элементов. |
| Тип сопротивления | Чтобы остановить относительное движение, трение скольжения работает как постоянный внешний фактор по всей площади контакта. | Трение качения — это сила, которая создает обратный крутящий момент в попытке предотвратить движение качения. |
| Величина сопротивления | Трение скольжения между валом и колесом заменяется трением качения для большинства областей применения с использованием шарикоподшипников. | По сравнению с трением скольжения трение качения значительно ниже. |
Что такое трение скольжения?
Сила трения между двумя телами, которые трутся друг о друга, известна как трение скольжения. Наличие крошечных выпуклостей на поверхности вызывает трение скольжения.
Выступы зацепляются, когда две поверхности движутся друг против друга, и для поддержания движения объектов требуется труд. Здесь мы не работаем против гравитации, поэтому воспринимаемое нами сопротивление возникает из-за трения скольжения.
Кроме того, в статическом состоянии приложенная сила, пытающаяся сдвинуть предмет, всегда равна трению, действующему на него. Когда мы постепенно увеличиваем приложенную силу, предмет в какой-то момент начинает двигаться в направлении внешнего фактора.
Скольжение может происходить между двумя предметами любой формы, но трение качения — это сила трения, связанная с вращательным движением. Коэффициент трения качения значительно ниже коэффициента трения скольжения. Он производит больше акустических и тепловых побочных продуктов.
Есть определенные исключения, такие как металлы с разными коэффициентами статического трения и трения скольжения, а также небольшие поверхности, где преобладают силы притяжения молекул.
Оно определяется двумя факторами: одним является вещество объекта, а другим — его вес. Любое увеличение площади контакта не влияет на трение скольжения.
Что такое трение качения?
Всякий раз, когда поверхность одного тела трется о поверхность другого, возникает трение качения. Источником этой силы является прогиб, возникающий на поверхности при прокатке.
Истерия является основным фактором: энергия, высвобождаемая, когда поверхности восстанавливают свою первоначальную форму после деформации, будет меньше энергии, используемой для первоначального возникновения деформации.
По сравнению с трением скольжения обнаружено, что трение качения значительно ниже. Например, коэффициент трения скольжения между высушенным асфальтом и резиной составляет 0.68, тогда как коэффициент сопротивления качению дорожной шины составляет 0.01-0.035. Однако эта версия уравнения вводит в заблуждение.
На самом деле на «коэффициент» влияет множество различных факторов. Рассмотрим велосипед колесо на асфальте. Вместо контактной точки у нас такая контактная площадка. Колесо выпрямляется в точке соприкосновения с ковром, образуя неглубокую канавку прямо на поверхности.
Таким образом, сила распределяется по всей области контакта, и векторы реакции в конечном итоге скапливаются только в канавке, противодействующей движению.
Это понятие можно применить и к тренировочной шине на рельсе. Сталь менее подвержена деформации, чем резина. В результате трение качения колеса поезда ниже, чем у колеса велосипеда.
Основные различия между трением скольжения и трением качения
- Трение скольжения возникает из-за корреляции между размером крошечных выпуклостей на поверхностях. В результате деформации поверхности возникает трение качения.
- Приемлемое трение скольжения является одним из видов трения. Трение качения - это не сила сопротивления, а тип трения. Важно понимать, что трение — не единственный тип силы сопротивления.
- На коэффициент влияет малое количество доступного тепла и структура поверхностей, которая не просто связана с внешними факторами. На коэффициент влияют радиус подвижного объекта, глубина опускания объекта, структура поверхностного слоя и ряд других факторов.
- Трение скольжения действует как непрерывная внешняя составляющая по всей площади контакта, чтобы остановить относительное движение. Трение качения — это сила, которая создает обратный крутящий момент, пытаясь остановить вращение колеса.
- Шариковые подшипники используются для замены трения скольжения между валом и колесом в большинстве современных применений. Трение качения значительно меньше трения скольжения.
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022489817300721
- https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.1735043
Последнее обновление: 23 июля 2023 г.
Я приложил столько усилий, чтобы написать этот пост в блоге, чтобы предоставить вам ценность. Это будет очень полезно для меня, если вы подумаете о том, чтобы поделиться им в социальных сетях или со своими друзьями/родными. ДЕЛИТЬСЯ ♥️
Пиюш Ядав последние 25 лет работал физиком в местном сообществе. Он физик, увлеченный тем, чтобы сделать науку более доступной для наших читателей. Он имеет степень бакалавра естественных наук и диплом о высшем образовании в области наук об окружающей среде. Подробнее о нем можно прочитать на его био страница.
