Сила трења: неке чудне чињенице

Да ли сте знали да је гениј Леонардо да Винчи још 1500. године био веома заинтересован за оно што зависи од трења и шта је то? Чудни експерименти које је спровео изазвали су велико изненађење за своје ученике, и шта се још могло очекивати од људи који су видели како талентовани научник вуче конопац на поду, а затим се одмотава у пуној дужини, а затим чврсто увије. Ови и други слични експерименти омогућили су му да нешто касније (1519) закључи: сила трења, која се појављује када једно тело дође у контакт са површином другог, директно зависи од оптерећења (сила притиска), не зависи од области интеракције и усмерена је на супротно кретање страна.

Формула за откривање

Прошло је 180 година, а Леонардов модел је поново открио Г. Амонтон, а 1781. године, Ш. Заслуга ова два научника је да су увели такву физичку константу као коефицијент трења, чиме је омогућено извођење формуле по којој је могуће израчунати која је сила трења за одређени пар интеракционих материјала. До сада је то израз

Ф _т = к _т к П, где

П је сила притиска (оптерећење), а к _т је коефицијент трења, из године у годину мигрира у различите уџбенике и приручнике о физици, а сами коефицијенти су одавно израчунати и садржани су у стандардним инжењерским приручницима. Чини се да је коначно јасно да је дошло до ове појаве, али није било.

Нове нијансе

У КСИКС веку научници су били уверени да формулација коју су предложили Амонтон и Цоуломб нису универзални и апсолутно тачни, а сила трења не зависи само од коефицијената и примењеног оптерећења. Поред тога, постоји и трећи фактор - квалитет површинске обраде. У зависности од тога да ли је глатка или груба, сила трења ће имати различита значења. У принципу, сасвим је логично: померање клизног објекта је много лакше у поређењу са померањем објекта са неравном површином. А крајем КСИКС века појавили су се нови помаци у проучавању вискозности и постало је јасно како сила трења делује у течностима. И мада је подмазивање трљањем површина коришћено од самог почетка рађања технологије, тек 1886, захваљујући О. Реинолдсу, појавила се добро успостављена теорија посвећена подмазивању. Дакле, ако је довољно, а нема директног контакта између два објекта, сила трења зависи само од њене хидродинамике. А ако мазиво није довољно, активирају се сва три механизма: кулон снагу вискозна отпорност и сила која спречава кретање. Да ли мислите да је ова теорија окончала проучавање овог феномена? У реду, не. На прагу двадесетог века, испоставило се да се при малим брзинама, у одсуству мазива, јавља ефекат матичне кости. Његова суштина је да када је мазиво одсутно, сила отпора се не смањује одмах од величине почетне силе до нивоа кулонске силе, већ се постепено смањује како се брзина повећава. У двадесетом веку, даља истраживања у овој области донела су толико нових информација да је требало некако систематизовати. Као резултат тога, појавила се цела наука - трибологија, која проучава како сила трења делује у природи. Само у Сједињеним Америчким Државама, број научника који раде у овој области премашио је хиљаду људи, а више од 700 чланака објављено је годишње у свијету о овој теми. Занимљиво, шта би друго могло да пронађе занимљиве научнике? Чекај и види!