摩擦力分為滑動(dòng)摩擦與滾動(dòng)摩擦兩種。如果一物體沿著另一物體滑動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的摩擦,叫做滑動(dòng)摩擦;如果一物體沿著另一物體滾動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的摩擦,叫做滾動(dòng)摩擦。
一、滑動(dòng)摩擦力的計(jì)算:
滑動(dòng)摩擦力=垂直正壓力×滑動(dòng)摩擦系數(shù)
當(dāng)平地搬運(yùn)物體時(shí),物體析重量就等于垂直正壓力,當(dāng)在斜坡上搬運(yùn)物體時(shí),其垂直正壓力可按下式計(jì)算。
垂直正壓力=重量×cos a
也可用圖解法按比例求出垂直正壓力和斜面分力。
滑動(dòng)摩擦系數(shù)(單位:厘米)
?
摩擦材料 | 摩擦系數(shù) | 摩擦材料 | 摩擦系數(shù) |
硬木與鋼 | 0.6(干燥的) 0.15(潤(rùn)滑油) | 硬木與卵石 | 0.6 |
鋼與卵石 | 0.42~0.49 | 鋼與鋼(壓力小時(shí)取小值,反之取大值) | 0.12~0.25(干燥) 0.08~0.10(潤(rùn)滑油) |
鋼與花崗石路面 | 0.27~0.35 | 鋼與碎石路面 | 0.36~0.39 |
[例題]有一鋼質(zhì)物體在鐵軌上滑動(dòng),假設(shè)物體重為10噸,求需多大力才能使物體移動(dòng)?
解:?????????????????查表得摩擦系數(shù)0.25
滑動(dòng)摩擦力=10噸×0.25=2.5噸
拉力需大于2.5噸,克服摩擦力后才能使物體移動(dòng)。
[例題]有一鋼質(zhì)物體重為20噸,在坡度為150的鐵軌上滑動(dòng)。求需多大力才能使物體向上滑動(dòng)?
解:????? 拉力=垂直正壓力×滑動(dòng)摩擦系數(shù)+斜面分力
垂直正壓力=重量×cos a=20×cos 150=20×0.9639=19.278噸
斜面分力=重量×sin 150=20×0.2588=5.176噸
拉力=19.278×0.25+5.176≈10噸
所以接力需大于10噸,才能使物體向上移動(dòng)。
二、滾動(dòng)摩擦力的計(jì)算
滾動(dòng)摩擦力下可按下面公式計(jì)算:
(N+g)×μ?+Nμ?
F=——————————×2
D
式中:N――垂直正壓力(公斤);
?????? G――滾杠重量(公斤);
?????? D――滾杠直徑(厘米);
???????μ?――滾杠與排子面的滾動(dòng)摩擦系數(shù);
?????????μ?――滾杠與地面的摩擦系數(shù)。
滾動(dòng)摩擦系數(shù)表
?
摩擦物體 | 滾動(dòng)摩擦系數(shù)(厘米) |
木頭與木頭 木頭與鋼 鑄鐵與鑄鐵 鋼與鋼 鋼球與鋼 | 0.05~0.06 0.03~0.04 0.005 0.005 0.001 |
[例題]在坡度100的路面上移動(dòng)20噸重的物體,物體放在木排子上,排子下面墊滾杠,滾杠為108毫米的鋼管,鋼管下面鋪枕木,試求移動(dòng)該物體所需要的拉力。
解:垂直正壓力N=20×cos 100=20×0.985=19.7噸
??? 斜面分力H=20×sin 100=20×0.174=3.48噸
??? (N+g)μ?+N×μ?
摩擦力F=——————————×2
D
19.7×0.04+19.7×0.04
=————————————×2≈0.3
10.8
拉力:??? P=F+H=0.3+3.48=3.78噸
由于滾杠重量G,與物體重量相比很小,故忽略不計(jì)。
為了省略計(jì)算,可從表中直接查出所需拉力。
平地搬運(yùn)載荷所需拉力表
?
載 荷 重 ? ? ? (噸) | 拉力(噸) | ||||
負(fù)在排子上搬運(yùn)(滑動(dòng)) | 負(fù)在滾杠上搬運(yùn) | 在鐵路上搬運(yùn) | |||
在地面上摩擦系數(shù)考慮為0.42厘米 | 雪地上摩擦系數(shù)考慮為0.10厘米 | ? | ? | ||
在地面上 μ?=0.1厘米 μ?=0.15厘米 | 在地面上 μ?=0.1厘米 μ?=0.1厘米 | 在鐵路小平車(chē)上μ=0.015 ? | |||
3 5 10 15 20 30 40 50 | 1.3 2.1 4.2 6.2 8.4 - - - | 0.3 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0 5.0 | 0.03 0.13 0.25 0.38 0.50 - - - | 0.06 0.10 0.20 0.30 0.40 0.60 0.80 1.00 | - - 0.20 0.35 0.44 0.75 0.90 1.05 |
注:滾杠系指?108毫米的鋼管
二、慣性力
任何一個(gè)物體都且有保持原有狀態(tài)的性質(zhì),即靜者恒靜,動(dòng)者恒動(dòng),這種性質(zhì),叫做慣性。
慣性力的計(jì)算:
??? Q×μ
F慣=————
?? g×T
式中:Q――載荷(公斤);
??????μ――直線運(yùn)動(dòng)速度(米/秒);
????? g――重力加速度(9.81米/秒2);
????? T――制動(dòng)加速度的時(shí)間(秒)。
斜坡上搬運(yùn)載荷所需的拉力
?
載 荷 重 (噸) | 接????? 力?? (噸) | |||||
負(fù)在滾杠上,斜坡斜度為 | 裝在貨車(chē)或小平車(chē)內(nèi),斜坡斜度為 | |||||
50 | 100 | 150 | 50 | 100 | 150 | |
3 5 10 15 20 30 40 50 | 0.3 0.5 1.1 1.6 2.1 3.2 4.3 5.4 | 0.6 1.0 1.9 2.8 3.8 5.7 7.6 9.5 | 0.8 1.4 2.8 4.2 5.6 9.4 11.2 14.0 | 0.3 0.5 1.1 1.7 2.2 3.4 4.4 5.4 | 0.6 0.9 1.9 2.9 3.8 5.9 7.7 9.6 | 0.8 1.4 2.8 4.3 5.6 9.6 11.3 14.1 |
[例題]有一個(gè)20噸重的物體,從靜止時(shí)起動(dòng),經(jīng)過(guò)2秒鐘后的速度達(dá)到1米/秒,求它的慣性力。
解:???????????????????????????
Q×μ???? 20000×1
F慣=————=——————=1020公斤
g×T?????? 9.81×2
?
(注:紅色的字是有錯(cuò)誤的,因?yàn)椴檎也坏较鄳?yīng)的符號(hào))
?
土壤允許壓力
載荷=土壤允許壓力×面積
[例題]在土壤上有一枕木堆,尺寸為250厘米×250厘米,土壤允許壓力為2公斤/厘米2.假設(shè)枕木受均布載荷,試求該枕木堆所能承受的載荷。
解:載荷=土壤允許壓力×面積
??? 面積=250×250=62500厘米2
??? 載荷=2×62500=125000公斤