Coulombovo tření versus viskózní tření: Srovnávací analýza

by

Tření je síla odporu, která zpomaluje relativní pohyb hmoty. Coulombovo tření a viskózní tření jsou pododdělením třecí síly. 

Ačkoli jak Coulomb, tak viskózní tření omezují pohyb hmoty, vykazují různé povahy. Porovnání Coulombova tření vs. viskózního tření vede k pochopení toho, jak tření mění své vlastnosti s hmotou.

Coulombovo tření versus viskózní tření

Jak rozdíl, tak podobnosti mezi coulombem a viskózním třením lze pochopit srovnávací analýzou. Níže uvedená tabulka uvádí studii Coulombova tření vs. viskózního tření.

Coulombovo třeníViskózní tření
Coulombovo tření je použitelné pro stiction (statické tření).Viskózní tření je jiný název pro kapalinové tření.
Hmotnost a objem nejsou funkcemi zapojenými do Coulombova tření.V případě viskózního tření se uvažuje pouze objem; nezáleží na hmotnosti.
Coulombovo tření je nulové, když je rychlost povrchu nulová, a pohybuje se proporcionálně k nenulové pro všechny hodnoty rychlosti.Viskózní tření přímo odpovídá rychlosti, kterou tekutina proudí.
Vzdálenost mezi dvěma kontaktními plochami výrazně přispívá k Coulombovu tření.Protože viskózní tření závisí na gradientu rychlosti, je také ovlivněno vzdáleností mezi vrstvami tekutiny.
Změna teploty má přímý vliv na Coulombovo tření.Viskózní tření je nepřímo ovlivněno změnou teploty kapaliny.
Zcela závisí na koeficientu tření povrchu.Faktorový koeficient tření se v tomto procesu nepodílí.
V důsledku coulombovského tření mezi povrchy může v některých případech produkovat teplo.Protože se mezi těmito dvěma vrstvami vyvinulo viskózní tření, je to zcela vnitřní vlastnost a neprodukuje teplo.
Výskyt coulombovského tření je způsoben adhezní silou na pevném povrchu.Kohezní síla je zodpovědná za vznik viskózní síly.
Variace Coulomba tření je způsobeno pouze relativním pohybem mezi dvěma povrchy.Deformace nebo pohyb vrstev tekutiny ve viskózním tření je způsoben smykovým napětím.

Definice Coulombova tření

Coulombovo tření je synonymem pro „suché tření.“ Působí na pevný povrch, aby omezil boční pohyb.

coulombovské tření vs. viskózní tření
Údaje o obrázku: Obrázek od Rudy a Peter Skitterians od Pixabay 

Suché tření bylo pojmenováno coulombovské tření Charles Augustin de Coulomb navrhl model pro výpočet suchého tření. Dává výraz nerovnosti jako

Ff ≤ µFn

Kde; Ff je třecí síla působící mezi dvěma povrchy.

µ je koeficient třecí síly. Fn je normálová síla působící mezi dvěma povrchy.

Definice viskózního tření

Viskózní tření se nanáší na vrstvy kapaliny i plynu, aby se omezil relativní tok tekutiny.

obrázek 49
Údaje o obrázku: Obrázek od PublicDomainPictures od Pixabay 

Často kladené otázky.

Jaké faktory ovlivňují koeficient tření?

Faktory, které mohou ovlivnit koeficient tření, jsou

  • Povaha povrchu – u hladkých povrchů je tření menší. Ale v případě drsných povrchů je koeficient tření více ve srovnání s hladkým povrchem.
  • Teplota – změna teploty a koeficient tření si navzájem odpovídají. Při vyšších teplotách je také vysoký koeficient tření.

Co myslíte kohezními a adhezivními silami?

Tyto dvě různé síly působící na látku lze definovat níže.

  • Kohezní síla je tendence látky, která nutí dvě částice téže látky držet pohromadě vytvořením přitažlivé síly.
  • Adhezní síla je tendence dvou rozdílných povrchů, které se vzájemně přitahují, aby zůstaly ve vzájemném kontaktu.

Vztahuje se koeficient tření na viskózní tření?

Protože koeficient tření je bezrozměrná veličina a viskózní tření má určitý rozměr. Takže koeficient tření není použitelný pro viskózní tření.

K měření viskózního tření se používá kvantitativní koeficient viskozity. Je to poměr smykového napětí působícího mezi vrstvami tekutiny a relativní rychlost ve kterém tekutina proudí.

 Ovlivňuje tlak viskózní tření?

Za normálních podmínek tlak neovlivňuje viskózní tření působící na kapalinu.

Při vysokém tlaku se mezimolekulární vzdálenost mezi vrstvami tekutiny zmenšuje, takže síla mezi molekulami se zvyšuje. Tím se snižuje relativní rychlost mezi dvěma vrstvami. To zvyšuje viskózní tření.

Po povrchu klouže dřevěný blok. Vypočítejte tření působící mezi blokem a povrchem, jestliže normálová síla působící mezi nimi je 7N a koeficient tření je 0.30.

Řešení:

Dáno: Koeficient tření µ = 0.30

             Normální síla FN = 7 N

Tření působící mezi dřevěným blokem a povrchem je dáno

F= µFN

F = 0.30 × 7

F = 2.1 N.

Coulombovo tření působící na předmět je 5.6 N a normálová síla působící na předmět je 8.1 N. Najděte koeficient tření.

Řešení:

               Dáno: Třecí síla působící na předmět je 5.6N

               Normálová síla působící mezi objektem a povrchem je 8.1 N

Coulombovo tření působící na objekt je dáno

Ff = µFn

5.6 = µ (8.1)

u = 0.69

Může mít koeficient tření zápornou hodnotu?

Prakticky je nemožné, aby předmět měl zápornou hodnotu koeficientu tření.

V roce 2012 studie o potenciálu tření prokázala, že u systému s nízkým zatížením se normálová síla působící na předmět a povrch snižuje, což vede ke zvýšení tření mezi předmětem a povrchem. Je to však v rozporu s experimentem v reálném světě.

Jak vzdálenost mezi dvěma vrstvami ovlivňuje viskózní tření?

Vzdálenost mezi dvěma vrstvami tekutiny přímo odpovídá změně rychlosti mezi oběma vrstvami. Ovlivňuje viskózní tření kapalin.

Když tekutina proudí, vrstvy tekutiny vykazují odlišné rychlosti. Pokud jsou vrstvy a hranice tekutiny blíže, smykové napětí působící na hranici se stane maximálním; tím se rychlost snižuje. Takže vzdálenost mezi vrstvami ovlivňuje viskózní tření.

Také čtení: