Msuguano ni jambo ambalo tunakutana nalo katika maisha ya kila siku kila wakati. Haiwezekani kuamua ikiwa msuguano unadhuru au una faida. Kupiga hata hatua kwenye barafu inayoteleza inaonekana kuwa kazi ngumu; kutembea juu ya uso wa lami ni raha. Vipuri vya gari visivyo na mafuta huvaa haraka zaidi.
Utafiti wa msuguano, ujuzi wa sifa zake za kimsingi huruhusu mtu kuitumia.
Nguvu ya msuguano katika fizikia
Nguvu inayotokana na harakati au jaribio la harakati ya mwili mmoja juu ya uso wa mwingine, inayoelekezwa dhidi ya mwelekeo wa harakati, inayotumiwa kwa miili inayosonga, inaitwa nguvu ya msuguano. Moduli ya nguvu ya msuguano, fomula yake ambayo inategemea vigezo vingi, inatofautiana kulingana na aina ya ukinzani.
Aina zifuatazo za msuguano zinatofautishwa:
• pumzika;
• kuteleza;
• kuviringisha.
Jaribio lolote la kuhamisha kitu kizito (baraza la mawaziri, jiwe) kutoka mahali pake husababisha mvutano wa nguvu za mtu. Wakati huo huo, si mara zote inawezekana kuweka kitu katika mwendo. Msuguano wa kupumzika huingilia hii.
Hali ya kupumzika
Fomula ya kukokotoa kwa nguvu tuli ya msuguanohairuhusu sisi kuamua kwa usahihi wa kutosha. Kwa mujibu wa sheria ya tatu ya Newton, ukubwa wa nguvu tuli ya upinzani inategemea nguvu inayotumika.
Kadiri nguvu inavyoongezeka, ndivyo nguvu ya msuguano inavyoongezeka.
0 < Fshida ya kupumzika < Fmax
Msuguano wa kupumzika huzuia misumari iliyopigiliwa kwenye mbao kudondoka; vifungo vilivyoshonwa na uzi vinashikiliwa kwa uthabiti. Inashangaza, ni upinzani wa kupumzika ambayo inaruhusu mtu kutembea. Zaidi ya hayo, inaelekezwa katika mwelekeo wa harakati za wanadamu, ambazo zinapingana na hali ya jumla ya mambo.
Tukio la kuteleza
Kani ya nje inayosonga mwili inapoongezeka hadi thamani ya nguvu tuli ya msuguano mkubwa zaidi, huanza kutembea. Nguvu ya msuguano wa kupiga sliding inazingatiwa katika mchakato wa kupiga mwili mmoja juu ya uso wa mwingine. Thamani yake inategemea sifa za nyuso zinazoingiliana na nguvu ya kitendo cha wima kwenye uso.
Mchanganyiko wa hesabu ya nguvu ya msuguano wa kuteleza: F=ΜP, ambapo Μ ni mgawo wa uwiano (msuguano wa kuteleza), P ni nguvu ya shinikizo la wima (kawaida).
Mojawapo ya nguvu za kuendesha gari ni nguvu ya msuguano wa kuteleza, ambayo fomula yake imeandikwa kwa kutumia nguvu ya kuitikia ya usaidizi. Kutokana na utimilifu wa sheria ya tatu ya Newton, nguvu za shinikizo la kawaida na majibu ya msaada ni sawa kwa ukubwa na kinyume katika mwelekeo: Р=N.
Kabla ya kupata nguvu ya msuguano, fomula ambayo huchukua fomu tofauti (F=M N), bainisha nguvu ya msuguano.
Kigawo cha ukinzani wa kuteleza huletwa kwa majaribio kwa nyuso mbili za kusugua, inategemea ubora wa uchakataji na nyenzo zake.
Jedwali. Thamani ya mgawo wa upinzani kwa nyuso mbalimbali
| pp | Nyuso zinazoingiliana | Thamani ya mgawo wa msuguano wa kuteleza |
| 1 | barafu+ya chuma | 0, 027 |
| 2 | Mwaloni+mwaloni | 0, 54 |
| 3 | Ngozi+chuma+ya kutupwa | 0, 28 |
| 4 | Shaba+chuma | 0, 19 |
| 5 | chuma+cha+ shaba | 0, 16 |
| 6 | Chuma+chuma | 0, 15 |
Nguvu kubwa zaidi ya msuguano tuli, fomula yake iliyoandikwa hapo juu, inaweza kubainishwa kwa njia sawa na nguvu ya msuguano wa kuteleza.
Hii inakuwa muhimu wakati wa kutatua matatizo ili kubainisha uimara wa ukinzani wa kuendesha gari. Kwa mfano, kitabu, ambacho kinahamishwa na mkono ulioshinikizwa kutoka juu, huteleza chini ya hatua ya nguvu ya upinzani inayotokea kati ya mkono na kitabu. Kiasi cha ukinzani hutegemea thamani ya nguvu ya wima ya shinikizo kwenye kitabu.
Tukio la kuporomoka
Mabadiliko ya mababu zetu kutoka kwa magari ya kukokota hadi magari yanachukuliwa kuwa ya mapinduzi. Uvumbuzi wa gurudumu ni uvumbuzi mkubwa zaidi wa wanadamu. Msuguano unaotokea wakati gurudumu linasogea juu ya uso ni duni kwa ukubwa kwa ukinzani wa kuteleza.
Kuibuka kwa nguvu za msuguano unaoviringika kunahusishwa na nguvu za shinikizo la kawaida la gurudumu kwenye uso, ina asili inayoitofautisha na kuteleza. Kutokana na deformation kidogo ya gurudumu, nguvu tofauti za shinikizo hutokea katikati ya eneo lililoundwa na kando yake. Tofauti hii ya nguvu huamua kutokea kwa upinzani wa kuyumba.
Fomula ya kukokotoa ya nguvu ya msuguano unaobingirika kwa kawaida huchukuliwa sawa na mchakato wa kutelezesha. Tofauti inaonekana tu katika thamani za mgawo wa kukokota.
Asili ya upinzani
Ukwaru wa nyuso za kusugua unapobadilika, thamani ya nguvu ya msuguano pia hubadilika. Katika ukuzaji wa juu, nyuso mbili zinazogusana huonekana kama matuta yenye vilele vikali. Inapowekwa juu, ni sehemu za mwili zinazojitokeza ambazo zinagusana. Jumla ya eneo la mawasiliano sio muhimu. Wakati wa kusonga au kujaribu kusonga miili, "kilele" huunda upinzani. Ukubwa wa nguvu ya msuguano hautegemei eneo la nyuso za mguso.
Inaonekana nyuso mbili nyororo hazipaswi kuhimili upinzani wowote. Katika mazoezi, nguvu ya msuguano katika kesi hii ni ya juu. Tofauti hii inaelezewa na asili ya asili ya nguvu. Hizi ni nguvu za sumakuumeme zinazofanya kazi kati ya atomi za miili inayoingiliana.
Michakato ya kimakanika ambayo haiambatani na msuguano katika asili haiwezekani, kwa sababu uwezo wa "kuzima"hakuna mwingiliano wa umeme kati ya miili iliyoshtakiwa. Kujitegemea kwa nguvu za upinzani kutoka kwa nafasi ya pande zote za miili huturuhusu kuziita zisizo na uwezo.
Inavutia kwamba nguvu ya msuguano, fomula yake ambayo hubadilika kulingana na kasi ya miili inayoingiliana, inalingana na mraba wa kasi inayolingana. Nguvu hii inajumuisha nguvu ya upinzani wa viscous katika giligili.
Mwendo katika kioevu na gesi
Msogeo wa mwili kigumu katika kioevu au gesi, kioevu karibu na uso mgumu huambatana na ukinzani wa viscous. Tukio lake linahusishwa na mwingiliano wa tabaka za maji zilizoingizwa na mwili imara katika mchakato wa mwendo. Kasi tofauti za safu ni chanzo cha msuguano wa viscous. Upekee wa jambo hili ni kutokuwepo kwa msuguano wa tuli wa maji. Bila kujali ukubwa wa ushawishi wa nje, mwili huanza kusonga ukiwa kwenye kioevu.
Kulingana na kasi ya mwendo, nguvu ya ukinzani imedhamiriwa na kasi ya mwendo, umbo la mwili unaosonga na mnato wa maji. Kusogea katika maji na mafuta ya mwili mmoja huambatana na upinzani wa ukuu tofauti.
Kwa kasi ya chini: F=kv, ambapo k ni kipengele cha uwiano kulingana na vipimo vya mstari vya mwili na sifa za kati, v ni kasi ya mwili.
Joto la kimiminika pia huathiri msuguano ndani yake. Katika hali ya hewa ya baridi, gari hupashwa joto ili mafuta yapate joto (mnato wake hupungua) na husaidia kupunguza uharibifu wa sehemu za injini zinapogusana.
Sogeza kasi
Ongezeko kubwa la kasi ya mwili linaweza kusababisha mwonekano wa mitiririko ya misukosuko, huku ukinzani ukiongezeka kwa kiasi kikubwa. Maadili ni: mraba wa kasi ya harakati, msongamano wa kati na eneo la uso wa mwili. Fomula ya nguvu ya msuguano inachukua fomu tofauti:
F=kv2, ambapo k ni kipengele cha uwiano kulingana na umbo la mwili na sifa za kati, v ni kasi ya mwili.
Ikiwa mwili utaratibiwa, mtikisiko unaweza kupunguzwa. Umbo la mwili wa pomboo na nyangumi ni mfano kamili wa sheria za asili zinazoathiri kasi ya wanyama.
Njia ya Nishati
Kufanya kazi ya kusogeza mwili kunazuiwa na ukinzani wa mazingira. Wakati wa kutumia sheria ya uhifadhi wa nishati, wanasema kwamba mabadiliko ya nishati ya mitambo ni sawa na kazi ya nguvu za msuguano.
Kazi ya nguvu huhesabiwa kwa fomula: A=Fscosα, ambapo F ni nguvu ambayo chini yake mwili husogea umbali s, α ni pembe kati ya mwelekeo wa nguvu na uhamisho.
Ni wazi, nguvu ya ukinzani iko kinyume na mwendo wa mwili, inatoka wapi cosα=-1. Kazi ya nguvu ya msuguano, fomula yake ni Atr=- Fs, thamani ni hasi. Katika hali hii, nishati ya kimitambo inabadilishwa kuwa nishati ya ndani (deformation, inapokanzwa).
