Үйкеліс

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 19 бет
Таңдаулыға:

МАЗМҰНЫ:

КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3

І. ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ БӨЛІМ ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .4
1.1. Үйкеліс күші ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...4
1.2. Сырғанау үйкеліс күші ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...5

ІІ. ЕСЕПТІК БӨЛІМ ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..10
2.1. Домалаудағы үйкеліс күші ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..10
2.2. Шайқалу үйкеліс күші ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..18

ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 24

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..25

КІРІСПЕ
Үйкеліс күші - шананы қара жолмен сүйрегеннен гөрі мұз бетімен немесе қар үстімен сүйреген ыңғайлы болатынын білесіңдер. Тетікбөлшектері майланбаған велосипедті тебу де, тұрмыстық жиһаздарды еден бетімен жылжыту да киынға түседі. Жол бойымен келе жаткан машинаның қозғалтқышын жүргізуші өшіргеннен кейін ол тоқтайды. Мұз айдынында конъки теуіп жүрген бала да, төбешіктен сырғанап түскен шана да, домалап келе жаткан доп та біраздан соң токтайтын болады.
Үйкеліс күші - дененің тіреу бетімен сырғанаған кезінде әсер ететін күш; жанасатын денелердің сұйыктар немесе газдардың қабаттарынын салыстырмалы орын ауыстыруына кедергі жасайтын күш; электромагниттік күштер қатарына жатады. Дене беті тегіс болмайды. Бір дене екінші дененің бетімен қозғалғанда осы тегіс емес жерлер деформацияланады, үйкеліс күштері пайда болады.
Үйкеліс күштері табиғатта кеңінен таралған. Үйкеліс барлық денелердің арасында болады және ол қозғалысқа кедергі етуші күш ретінде көрініс табады.

І. ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ БӨЛІМ

1.1.Үйкеліс күші
Жанасушы екі қатты дененің бір-біріне қатысты қозғалысы кезінде пайда болатын үйкеліс құрғақ үйкеліс деп аталады. Құрғақ үйкеліске қатысты тыныштық үйкелісі, сырғанау үйкелісі, домалау үйкелісі қарастырылады.
Қатты денемен сұйық дененің және газ тәрізді ортаның арасындағы үйкеліс тұтқыр үйкеліс деп аталады.
Тыныштық үйкелісі қандайда бір бет үстіндегі денені орнынан қозғалтпақ болғанда пайда болады.сырғанау үйкеліс күшінің модулі қалыпты қысым күшінің модуліне тура пропорционал, яғни
Қатты денелер бірінің бетімен бірі қозғалғанда олардың арасында сұйық немесе газ тәрізді зат болмаса, онда пайда болатын үйкелісті құрғақ үйкеліс деп атайды. Құрғақ үйкеліс тыныштық үйкелісі және сырғанау үйкелісі болып екіге бөлінеді. Үйкелістің тербеліс үйкелісі деп аталатын түрі де кездеседі. Тыныштық үйкелісі мына формуламен анықталады: Fүйк=kN
Дөңдегі блок және сәйкес төмендегі блок еркін дене диаграмасы. Ал дене қозғалып бара жатқанда сырғанау үйкелісі пайда болады :
Fсырғанау = кN
мұндағы: N - тіректің денеге әсер ететін реакция күші;
k - үйкеліс коэффиценті.
Дененің жылдамдығы артқан сайын сырғанау үйкелісі азая түседі. Үйкелістің пайдалы әрі зиянды жақтары бар. Машиналардың көптеген бөлшектері бірімен бірі әсерлескенде олардың арасындағы үйкеліс зиянды болып шығады. Оны азайту мақсатында бөлшектерді майлайды. Кей кездері үйкеліс коэффициентін азайту мақсатында, сырғанау үйкелісін подшипниктерде қолданып, тербеліс үйкелісімен алмастырады.

1.1-сурет
1.2. Сырғанаудағы үйкеліс күші
Сыртқы үйкеліс - бір-бірімен тиісетін екі қатты дененің салыстырмалы қозғалысы кезінде сол денелердің жанасу нүктесінде пайда болатын механикалық кедергі.
Бір денені екінші бір дене бетімен қозғалтқан кезде денелердің жанасу жазықтығында олардың салыстырмалы сырғанауына кедергі күш пайда болатыны бізге белгілі. Бұл күшті сырғанау үйкелісінің күші дейді.

1.2-сурет

Сырғанау үйкелісінің заңдары. Бір денені екінші бір дене бетімен қозғалтқан кезде денелердің жанасу жазықтығында олардың салыстырмалы сырғанауына кедергі күш пайда болатыны бізге белгілі. Бұлкүштісырғанауүйкелісініңкүшідейд і.

1.3-сурет

Мұндай күштердің пайда болуына себепші қысым мен жанасушы беттердің кедір-бұдырлылығы және үйкелісетін денелердің жанасу беттерінде пайда болатын ілінісу күші. Сондықтан, кедір-бұдырлы беттің реакция күші ( ) екі құраушыдан тұрады: үйкелісетін денелердің жанасу беттеріне ортақ нормаль бойымен бағытталатын ( ) нормаль реакция және жанама ось бойымен дене қозғалысына қарсы бағытталатын ( ) сырғанау үйкелісінің күші (1.4 сурет).

1.4-сурет
Үйкеліс құбылысының барлық ерекшелігін зерттеу теориялық механика курсынан тыс жататын күрделі физика-математикалық мәселе.
Инженерлік есептеулерде үйкеліс құбылысының негізгі ерекшеліктерін сипаттайтын тәжірибелік жолмен алынған заңдылықтарды қолданады.
Теоретиялық механикада үйкелісетін денелер арасындағы құрғақ үйкеліс қарастырылады. Майланбаған жанасушы беттер арасындағы үйкелісті құрғақ үйкеліс дейді. Құрғақ үйкеліс кезінде тыныштықтағы және қозғалыстағы сырғанау үйкелісітерін ажыратады. Тыныштықтағы сырғанау үйкелісі тек актив күштерге тәуелді болады.
Құрғақ үйкелісті зерттеген және оның негізгі заңдылықтарын тағайындаған француз инженері Кулон болды. Бұл заңдылықтар үйкелісетін беттердің кедір-бұдырлығы үлкен емес және олар бірін бірі майыстырмайтын кезде ғана орыналады. Кулон заңдарын схемасы 1.4- суретте келтірілген қондырғыда тәжірибе жасау арқылы алуға болады. Суретте бейнеленген Р денесі тепе-теңдікте болғанда мына теңдеулер орындалады:

мұндағы - керілу күші, - нормаль реакция, - жүктің ауырлық күші, - сырғанау үйкелісінің күші. Бұл теңдеулерден тепе-теңдік кезінде , ал болады. Т керілу күшінің сан шамасы Q жүгінің ауырлық күшіне тең екенін ескерсек, Q жүгінің ауырлық күші өскен сайын керілу күшінің өсетінін, демек үйкеліс күшінің де өсетінін көреміз. Q жүгінің ауырлық күшін жайлап өсірсек тепе-теңдік бұзылып, Р жүгі қозғалатын жағдайға келеміз. Сонда үйкеліс күші кейде шектік үйкеліс күші деп аталатын өзінің максимал мәніне жетеді. Енді нормаль қысым күшін өзгерткенде күшінің қалай өзгеретінін зерттеуге болады. Осы тәжірибенің көмегімен күшінің жанасушы жазықтықтардың ауданына, олардың материалына және өңделу дәрежесіне де тәуелділігін анықтауға болады.
Осылай алынған тыныштықтағы сырғанау үйкелісінің заңдылықтарын былай тұжырымдауға болады:
1. Бір денені екінші бірдене бетімен қозғауға әрекет жасағанда олардың жанасу бетінде нөлден өзінің максимал мәнінің арасында өзгере алатын үйкеліс күші пайда болады, яғни
(1.1)
2. Үйкеліс күшінің максимал мәні нормаль қысымға тура пропорционал, яғни
(1.2)

мұндағы өлшем бірлігі жоқ f0 коэффициенті сырғанау үйкелісінің статикалық коэффициенті деп аталады.
3. Сырғанау үйкелісінің статикалық коэффициенті үйкелісетін денелердің затына және жанасушы беттердің өңделуі мен физикалық күйіне (температурасына, ылғалдылығына және т. б.) тәуелді. Оның шамасы арнайы тәжірибелер жасау арқылы анықталады және техникалық анықтамаларда келтіріледі.
4. Үйкеліс күшінің максимал мәні үйкелісетін денелердің жанасушы беттерінің ауданына тәуелсіз.
Осы заңдылықтардан сырғанау үйкелісі әсер ететін дене тепе-теңдікте болу үшін мынадай қосымша тепе-теңдік шартының орындалуы қажет екен:
(1.3)
Құрғақ үйкелісі (Трение сухое) -- 1) үйкелістегі денелердің үйкелу беттері қатты қабық болып келгендегі сырғанау үйкелісі; 2) үйкелісетін денелер беттерінде тотықтар және ластанулар бар, бірақ жасанды май жоқ үйкеліс.
Жартылай құрғақ үйкеліс (Трение полусухое) -- 1) бұдырлары май арқылы бөлінген, бірақ ең үлкен бүдырлары май қабатынан шығыңқы болғандықтан, бір-бірімен жанасқан кездегі сырғанау үйкелісі; 2) үйкелісетін денелер арасында қандай болса да тұтқыр ортамен толған жеке аймақтары бар болатын үйкеліс.
Сұйықтық үйкелісі (Трение жидкостное) -- үйкелістегі денелер беттерінің бұдырлары бір-бірімен жанаспау үшін толық майланған денелердің сырғанау үйкелісі;
Жартылай сұйық үйкеліс (Трение полужидкое) -- үйкелісетін денелер беттерінде майы да, туралай түйісу аймағы да бар үйкеліс.
Қозғалыс үйкелісі (Трение движения) -- қозғалыстағы денелердің сыртқы үйкелісі.
Тыныштық үйкелісі (Трение покоя) -- 1) қозғалмайтын денелер арсындағы сыртқы үйкеліс. V=0;2) үйкелісетін денелердің беті бір- бірімен маймен толық бөлінгендегі үйкеліс.

1.5-сурет
ІІ. ЕСЕПТІК БӨЛІМ

2.1. Домалаудағы үйкеліс күші
Домалау үйкелісі (Трение качения) -- 1) жанасу нүктесі лездік айналу центрі болып келген, екі дененің кинематикалық үйкелісі; 2) бір-біріне әсер ететін беттердің нүктелері біртіндеп жақындасып түйіспеге кіріп, содан кейін айырылысқанда пайда болатын үйкеліс.
Домалау үйкелісі деп бір дененің екінші бір дене бетімен домалаған кезде пайда болатын кедергіні айтады.
Кедір-бұдырлы горизонталь жазықтықта жатқан радиусы R, салмағы Р дөңгелек цилиндрді қарастырайық. Егер дөңгелектің өсіне күшінен кіші күшін түсірсек (2.1,а) сурет), цилиндр мен жазықтықтың А жанасу нүктесінде цилиндрдің жазықтық бетімен сырғанауына кедергі жасайтын үйкеліс күші пайда болады. 2.1 - суреттен, а нормаль реакция , ал және күштерінің домалау тудыратын қос күш құрайтынын көреміз. Осы жағдайда, егер барлық күштердің А нүктесіне қатысты моменттерінің қосындысын құрсақ (бұл қосынды -ге тең), шамасы өте аз кез келген күшінің әсерінен дене домалай бастау керек.

а) ә)
2.1-сурет
Шындығында бұлай болмайды, себебі денелердің деформациялануына байланысты олар бір АВ кесіндісі бойымен жанасады (2.1, ә-сурет). күшінің әсерінен реакция күші А нүктесінен күшінің әсер ету бағытына қарай h қашықтыққа ығысады. Сонымен, цилиндрдің домалауына кедергі жасайтын ( ) қос күш пайда болады. Егер күштердің А нүктесіне қатысты моменттерінің қосындысын құрсақ мынаны аламыз:

тепе-теңдік жағдайда . Домалауға кедергі жасайтын қос күш моментіне тең шамасын домалау үйкелісінің моменті деп атайды:
(1.3)
күші өскен сайын h ығысу қашықтығы арта түседі де, ол өзінің белгілі бір шектік d мәніне жеткенде тепе-теңдік бұзылады, ал цилиндр домалай бастайды. Бұл жағдайда үйкеліс моменті өзінің максимал мәніне жетеді.
Бір дененің екінші дене үстінде домалауға кедергі болатын күш домалаудағы үйкеліс күші делінеді. Салмағы G, радиусы R болатын дөңгелекке О күш әсер етсін (2.2 сурет).
Онда модульдері О және F болатын күштер, иіндері дөңгелек радиусына тең болған жұп күштерді құрайды. Олар дөңгелекті домалатуға әрекет жасайды.

2.2-сурет
Дөңгелектің қозғалмайтын бетке көрсететін қысым күші G әсерінде екі дененің түйісіп тұрған ауданы деформацияланады. Нәтижеде нормал реакция күштерінің теңәсерлісі А нүктеден оң жақта орналасқан В нүктеге қойылған болады. Қысым күші және нормал реакция күші иіні болатын жұп күштерді құрайды, ол дөңгелек домалауына кедергі жасайды. δ - домалаудағы үйкеліс коэффициенті делінеді.
Сонымен, дөңгелекке моменттері бір-біріне қарама-қарсы бағытталған
() және () жұптар әсер етеді.
Дөңгелек домалар алдында
немесе (1.4)
(1.4) - тен: . Демекболса, дөңгелек домалайды.

Есеп 2.1
Салмағы G, диаметрі 1м болатын дөңгелек көлбеу жазықтықтың бетіне орналасқан. Ол домалауы үшін көлбеу жазықтықтың горизонтпен құраған ең үлкен көлбеулік бұрышы табылсын. Домалау үйкеліс коэффициенті d=0,0005м (2.3 сурет, а).

а)
ә)

2.3 сурет
Шешуі. Дөңгелектің тепе-теңдігін тексереміз. Оған ауырлық актив күші G , реакция N , күштері әсер етеді (2.3 сурет, ә). ауырлық күшін G құраушыларғ жіктейміз, яғни

G дөңгелекті айналдыруға әрекеттенсе G, оған қарсылық жасайды. Дөңгелекке әсер ететін күштердің тепе-теңдік теңдеулерін құрамыз:

Осы теңдеулерді шешсек
келіп шығады.

Үйкеліс күші - шананы кара жолмен сүйрегеннен гөрі мұз бетімен немесе қар үстімен сүйреген ыңғайлы болатынын білесіңдер. Тетік бөлшектері майланбаған велосипедті тебу де, тұрмыстық жиһаздарды еден бетімен жылжыту да киынға түседі. Жол бойымен келе жаткан машинаның қозғалтқышын жүргізуші өшіргеннен кейін ол тоқтайды. Мұз айдынында конъки теуіп жүрген бала да, төбешіктен сырғанап түскен шана да, домалап келе жаткан доп та біраздан соң токтайтын болады.
Тәжірибелер бір дене екінші дененің бетімен қозғалған кезде қозғалыс жылдамдығына қарама-қарсы бағытталған және дененің қозғалысына кедергі жасайтын күш пайда болатынын кәрсетеді. Бір дене екінші дененің бетімен қозғалған кезде пайда болатын күш үйкеліс күші деп аталады. Fүйк әрпімен белгіленеді.
Жанасатын денелердің бір-біріне қатысты қозғалысына карай үйкеліс сырғанау үйкелісі, домалау үйкеліс және тыныштық үйкелісі болып бөлінеді. Бір дене екінші дененің бетімен сырғанаған жағдайда (мысалы, шаңғының қар үстімен сырғанауы) сырғанау үйкелісі туралы айтылады , донғалақтардың айналуы жағдайында домалау үйкеліс күші пайда болады . Егер денелер бір-біріне қатысты тыныштық қалпын сақтаса (мысалы, тас тау беткейінде жатыр), тыныштық үйкелісі туралы айтылады. Үйкелістің пайда болу себептерінің біріне жанасатын беттердің кедір-бұдыр болуы жатады. Соның салдарынан сансыз төмпешіктер бір-біріне ілінісіп, дененің сырғанауына (мүмкін болатын орын ауыстыруына) кедергі туғызады. Үйкелісті азайту үшін үйкелетін беттерді өңдейді. Алайда жанасатын беттер өте мұқият өңделген жағдайда олардың молекулаларының бір бөлігі бір-біріне өте жақын орналасады да, өзара әрекеттесу күштері байқала бастайды. Жанасатын беттер молекулаларының өзара тартылысы үйкелістің пайда болуының негізгі себебіне жатады.
Үйкелісті азайтудың мүмкін жолдарының бірі - үйкелетін беттерді майлау. Май қабаты үйкелетін денелер беттерінің арасын ажыратады да, олардың бір-біріне жанасуына кедергі жасайды.
Үйкелісті материалдардың тиісті түрін таңдау аркылы реттеуге болады. Мысалы, резеңкенің топырақ, асфальт, ағаш беттерімен ілінісуі ағаштың ағаш бетімен немесе металдың металл бетімен ілінісуіне карағанда күштірек. Сондыктан үйкелісті арттыру үшін кейбір тетік-бөлшектерді резеңкеден немесе негізі резеңке болып табылатын материалдардан жасайды. Жанасатын беттерді көбірек немесе азырақ күшпен қысу арқылы да үйкеліске әсер етуге болады.
Үстел бетін алақандарыңмен жаймен, сонан соң қаттырақ басып жүргізіп кәріңдер.
Өздерің де бұл кезде қозғалысқа әрекет ететін кедергідегі айырмашылықты сезесіңдер.
Сонымен үйкеліс жанасатын беттердің қандай материалдан жасалғандығына, олардың өңделу сапасына және бір беттің екінші бір бетке түсіретін қысым күшіне тәуелді болады екен.
Үйкеліс көпте, аз да болуы мүмкін, яғни оны сандық жағынан сипаттауға болады. ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.