ადამიანის ცხოვრებაში ხახუნის ფენომენი თამაშობს როგორც დადებით, ასევე უარყოფით როლს. ერთის მხრივ, მისი არსებობის გარეშე მოძრაობა შეუძლებელი იქნებოდა, მეორე მხრივ, ხახუნის გამო ხდება ენერგიისა და სამუშაო მასალების უზარმაზარი დანაკარგები. სტატიაში განვიხილავთ ფიზიკის თვალსაზრისით, რა არის ხახუნი, ასევე როგორ ვიპოვოთ ხახუნის კოეფიციენტი.
ხახუნის ფენომენი
ხახუნი არის კონტაქტური ფენომენი, რომელიც გვხვდება სხვადასხვა სხეულებს შორის შეხების ზონაში და რომელიც ეწინააღმდეგება მათ ნებისმიერ მოძრაობას.
მყარი სხეულების მოძრაობის მექანიკაში განასხვავებენ ხახუნის სამ ტიპს:
- მოქმედება დასვენების დროს;
- მოქმედება ზედაპირების ერთმანეთზე სრიალისას;
- გამოწვეული სხეულების მობრუნებით.
მოსვენების ხახუნი წარმოიქმნება, როდესაც სხეულის ზედაპირზე გარე ტანგენციალურ ძალას ვავლენთ მის გადასაადგილებლად. მოცურების ხახუნის თვალსაჩინო მაგალითია თხილამურების სრიალი თოვლზე. საბოლოოდ, ხახუნის დროს მოძრავივლინდება, როდესაც ავტომობილის ბორბალი მოძრაობს გზაზე.
ფორმულა ხახუნის ძალის განსაზღვრისთვის
ფიზიკაში მოქმედი ძალების გამოთვლისას ხახუნის ჩამოთვლილი ტიპები აღწერილია იგივე ფორმულით. ეს ფორმულა ასე გამოიყურება:
Ft=μN.
ხახუნის ძალა Ft უდრის ხახუნის კოეფიციენტის μ და დამხმარე რეაქციის ნამრავლს. შესაბამისი ტიპის ხახუნის განხილვისას, მხოლოდ μ კოეფიციენტის მნიშვნელობა., რომელიც არის განზომილებიანი რაოდენობა, იცვლება.
სტატიკური და მოცურების ხახუნის ძალების შემთხვევაში, μ-ის მნიშვნელობა არის ერთეულის დაახლოებით მეათედი. μ დამოკიდებულია შეხების მასალებზე, მათი ზედაპირის უხეშობაზე და არ არის დამოკიდებული კონტაქტის არეზე ან სრიალის სიჩქარეზე.
მოძრავი ხახუნისას μ კოეფიციენტი (მას ჩვეულებრივ აღნიშნავენ CR) დამოკიდებულია მოძრავი სხეულის ელასტიურობის მახასიათებლებზე, მის სიმტკიცეზე, მოძრავი რადიუსზე და სხვა. ფაქტორები. მასალების უმრავლესობისთვის ეს მოძრავი კოეფიციენტი არის ერთიანობის მეასედი და მეათასედი.
რადგან μ-ის მნიშვნელობაზე მოქმედი მრავალი ფაქტორი არსებობს, არ არსებობს გარკვეული მათემატიკური ფორმულა მისი გამოთვლისთვის. კითხვაზე, თუ როგორ უნდა ვიპოვოთ ხახუნის კოეფიციენტი, უნდა ითქვას, რომ ის ექსპერიმენტულად იზომება.
კოეფიციენტის განსაზღვრა μ
ამ აბზაცში განვიხილავთ μ-ის მნიშვნელობის პრაქტიკული განსაზღვრის ორ გზას სრიალისა და დასვენების ხახუნის მაგალითის გამოყენებით.
პირველი გზა პასუხის გასაცემად კითხვაზე, თუ როგორ უნდა ვიპოვოთ ხახუნის კოეფიციენტი,შედგება ჰორიზონტალურ სიბრტყეზე ზოლის განთავსებაში, რომელზეც მიმაგრებულია დინამომეტრი. ბარი და თვითმფრინავი დამზადებულია გამოკვლეული წყვილი მასალისგან, მაგალითად, მინისა და ხისგან. ზოლის თანაბრად გადაადგილებით, დინამომეტრის დაჭერით, შეგიძლიათ განსაზღვროთ მოცურების ძალა Ft. ზოლის m მასის ცოდნა, μ კოეფიციენტი გამოითვლება შემდეგნაირად:
µ=Ft / (მგ).
მეორე მეთოდი მოსახერხებელია სტატიკური ხახუნის მ-ის დასადგენად. ამისათვის თქვენ უნდა მოათავსოთ ბარი ჰორიზონტალურ სიბრტყეზე. შემდეგ, თვითმფრინავის ერთი ბოლო ნელა უნდა აიწიოს, ჰორიზონტის მიმართ გარკვეული კუთხით დახრილიყო. გარკვეული კუთხით θ, ზოლი დაიწყებს ზედაპირიდან სრიალს. ამ კუთხის გაზომვით, μ ხახუნის კოეფიციენტი შეიძლება განისაზღვროს განტოლებიდან:
µ=tg(θ).
მოძრავი ხახუნის μ გაზომვა მოიცავს უფრო დახვეწილი წყობის გამოყენებას, რომელსაც ეწოდება დახრილი ქანქარა. μ-ის გამოთვლა ამ შემთხვევაში ხორციელდება მოძრაობის დინამიკის განტოლებების შესწავლით.
