Frecarea este forța de rezistenţă a mișcării relative a suprafețelor solide, straturi de fluid, și elemente materiale glisante, una faţă de cealaltă. Există mai multe tipuri de frecare:
- Frecarea uscată se opune mișcării laterale relative a două suprafețe solide în contact. Frecarea uscată este împărţită în frecare statică („sticţiune”) între suprafețele care nu sunt în mișcare, și frecarea cinetică între suprafețele în mișcare.
- Frecarea fluidă descrie frecarea dintre straturi dintr-un fluid vâscos, care se deplasează unul în raport cu celălalt.
- Frecarea lubrifiată este un caz de frecare lichidă unde un fluid separă două suprafețe solide.
- Frecarea la startul de suprafaţă este o forță de rezistență a mișcării unui fluid pe suprafața unui corp.
- Frecarea internă este rezistenţa opusă între elementele care compun un material solid în timp ce acesta este supus deformare.
Când suprafețele în contact se deplasează una față de alta, frecarea dintre cele două suprafețe transformă energia cinetică în căldură. Această proprietate poate avea consecințe dramatice, precum în cazul frecării unor bucăți de lemn care pot iniţia un incendiu. Energia cinetică este transformată în căldură de fiecare dată când se produce mișcarea cu frecare, de exemplu atunci când un fluid vâscos se agită. O altă consecință importantă pentru mai multe tipuri de frecare, este degradarea performanțelor și/sau deteriorarea componentelor. Frecarea este o componentă a ştiinţei tribologiei.
Frecarea nu este ea însăși o forță fundamentală, ci rezultă din forțele interatomice şi intermoleculare între cele două suprafețele de contact. Complexitatea acestor interacțiuni face calculul frecării din principiul întâi nepractic și necesită utilizarea unor metode empirice pentru analiza și dezvoltarea teoriei.
Legile frecării uscate
Proprietatea elementară a frecării de alunecare (cinetică) a fost descoperite prin experiment în secolele XV-XVIII și au fost exprimate ca trei legi empirice:
- Prima lege a lui Amontons: Forța de frecare este direct proporțională cu sarcina aplicată.
- A doua lege alui Amontons: Forța de frecare este independentă de aria aparentă de contact.
- Legea lui Coulomb de frecare: frecarea cinetică este independentă de viteza de alunecare.
Reducerea frecării
Dispozitive
Dispozitive, precum roți, rulmenți cu bile sau cu cu role, și perne de aer, sau de alte tipuri de dispozitive, pot schimba frecarea de alunecare într-un tip mult mai mic de frecare de rulare.
Multe materiale termoplastice, cum ar fi nailonul, HDPE și PTFE, sunt utilizate în mod obișnuit în lagăre cu frecare redusă. Ele sunt utile mai ales pentru că coeficientul de frecare scade cu creșterea sarcinii impuse.
Lubrifianți
Un mod obișnuit pentru a reduce frecarea este prin utilizarea unui lubrifiant, cum ar fi uleiul, apa, sau grăsimile, care este plasat între cele două suprafețe, adesea reducând dramatic coeficientul de frecare. Știința de frecare și lubrifiere se numeste tribologie. Tehnologia lubrifianţilor presupune amestecarea ştiinţifică a lubrefianţilor, în special în scopuri industriale sau comerciale.
Superlubrifierea, un efect descoperit recent, a fost observată în grafit: aceasta este scăderea substanțială a frecării dintre două obiecte culisante, valoarea frecării apropiindu-se de nivelul zero. O cantitate foarte mică de energie de frecare ar fi încă disipată.
Lubrifianții, pentru a depăși frecarea, nu trebuie să fie întotdeauna lichide turbulente subțiri sau solide sub formă de pulbere, cum ar fi grafit sau talc. Lubrifierea acustică folosește de fapt un sunet ca lubrifiant.
Un alt mod de a reduce frecarea dintre două piese este de a suprapune vibrații micro pe una din piese. Acestea pot fi vibrații sinusoidale, precum în tăierea asistată de ultrasunete, sau zgomot de vibrații.
Traducere şi adaptare din Wikipedia.
Lasă un răspuns