Тыныштық үйкелісі. Сыртқы үйкелістің ерекшеліктерін 1.16-суретте көрсетілген қондырғының көмегімен зерттеуге болады. Тегіс горизонталь тақтайдың үстінде жатқан кесек ағаш динамометрдің көмегімен электр қозғалтқыштың осіне оралатын жіптің бір ұшына бекітіледі. Динамометр тарту күшін өлшеу үшін қажет. Двигателдің айналысын өзгерте отырып, тартылыс күшін қажетті мөлшерде өзгертіп отыруға болады. Тәжірибе көрсеткендей, тарту күші қайсы бір Fмин шамадан кіші болатын кезде ағаш кесегі орнынан қозғалмайды екен. Тарту күші өте үлкен болған кезде оны жұлқи қозғауға болады да, ал осыдан кейін тәжірибенің шартына байланысты бірқалыпты немесе үдемелі қозғалады.
Тарту күші бар кезде кеспенің үдеуінің болмауын тек тарту күшінің үйкеліс күшіне теңгерілуімен түсіндіруге болады. Динамиканың негізгі заңы
F+T=ma (1.51)
болып жазылады, мұндағы F – тарту күші, T – үйкеліс күші, m – кеспенің массасы, а – оның үдеуі.
a=0 кезде кеспек не тыныштық та, не бірқалыпты қозғалады. Демек, мұндағы FT, осыдан тыныштық немесе сырғанау үйкеліс күшін өлшеу үшін осы күйге сәйкес келетін тарту күшін өлшесек жеткілікті болады екен.
Тыныштық үйкеліс күші бір мәнділікпен анықталған шама емес. Түсірілген тарту күшіне байланысты тыныштық үйкеліс күші нөлден кеспектің қозғала бастайтын кезіндегі Fмин мәніне дейін секірмелі өзгереді.
Сондықтан
ТтынТтын=Fмин. (1.52)
Көбіне тыныштық үйкеліс күші деп үйкеліс күшінің максималь мәнін атайды. Құрғақ үйкеліс құбылысының теориясы толық жасалып біткен жоқ, бірақ тыныштық үйкелісінің пайда болуын былайша суреттеуге болады.
Жақсылап тегістелген деген дененің бетінің өзін оншалықты тегіс деп атауға болмайды. Оның бетінде микробұдырлар, ойықтар, шытынаулар болады; көбіне бұл бет тотықтармен, газ немесе сұйықпен немесе басқа бір зат ұнтақтарымен басыңқы болады. Екі дененің беттері бір-бірлерімен жанасқан кезде микробұдырлар сәйкес келіп қалған ойпаңдарға келіп түсуі мүмкін (жеткілікті үлкейткен кезде жанасатын беттердің түрі 1.16-суретте көрсеткендей болады). Осы бұдырлардың бір-бірілерімен ілінісулері жанасатын денелердің бір-біріне қатысты орын ауыстыруларына кеселін тигізеді.
Кейбір бөліктерге жанасатын денелердің беттері бір-біріне молекулалық күштердің әсер радиусындай жерлерге дейін жақындасуы мүмкін. Осындай жерлерде денелер бір-біріне жабысып қалады да, бұл да қозғалысқа кедергі жасайды.
Осы айтылғандарға ұқсас ойласымдар үйкелістің пайда болуының сапалық суреттемесіне жақындатқанмен, олар үйкеліс күшін есептеуге еш септік ете алмайды. Қажетті заңға қол жеткізу үшін тәжірибе жасауға тура келеді.
1.17-суреттегі қондырғыдағы кеспектің үстіне түрліше жүктерді сала отырып, Pn нормаль қысым күшін өзгертеміз (осыған сай оған тең болатын N=Pn реакция күшін де). Тарту күшін әрбір рет өлшеген сайын біз, мынаған көз жеткіземіз: тыныштық үйкеліс күші нормаль қысым күшіне пропорционал болады:
, (1.53)
шамасы – тыныштық үйкеліс коэффициенті деп аталады. Кеспектің ауданын өзгерте отырып, тыныштық үйкеліс күшінің кеспектің ауданына тәуелсіз болатындығын көреміз. (1.53) теңдіктің екі жағын да кеспектің ауданына бөліп жіберіп және деп белгілеп, жанама кернеу деген түсінікке келеміз: p=Pn/S дегеніміз қысым болатындықтан, алынған заңды былайша жазуға болады:
. (1.54)
Тыныштық үйкеліс коэффициенті беттердің өңделу сапасына тәуелді болады. Тегістелген беттердің үйкелісі қалай болса солай өңделген беттерге қарағанда төмен болады. Бірақ бұл белгілі шектерге дейін ғана орындалады екен. Тәжірибе көрсеткендей, тым тегіс беттер арасында күшті үйкеліс байқалады екен. Бұл түсінікті де, беттер кедір бұдыр кезінде солардың арасындағы тістесулер рөл атқаратын болса, өте таза беттер кезінде молекулалық күштер әсері өз ролін атқарады.
Достарыңызбен бөлісу: |