Сила трения на песке: Таблица основных коэффициентов трения для разнородных материалов | Трение между грунтом и задней поверхностью конструкции | GEO5

Таблица основных коэффициентов трения для разнородных материалов | Трение между грунтом и задней поверхностью конструкции | GEO5

Таблица основных коэффициентов трения для разнородных материалов

class=»h2″>

Значения угла δ для разных границ (согласно NAVFAC)

Скачайте бесплатную демо-версию GEO5.

Brazilian PortugueseSerbianанглийскийболгарскийвенгерскийвьетнамскийголландскийгреческийИспанскийитальянскийкитайскийнемецкийпольскийпортугальскийрумынскийрусскийсловацкийтурецкийфранцузскийхорватскийчешский

Всё о силе трения. Сила трения. Где и как можно использовать трение

Сила трения (Fтр.) — это сила, возникающая при контакте поверхностей двух тел и препятствующая их относительному перемещению. Она появляется за счёт электромагнитных сил, возникающих атомами и молекулами в месте контакта этих двух объектов.

Чтобы остановить движущийся объект, сила должна действовать в противоположную по отношению к направлению движения сторону. Например, если толкнуть книгу через стол, то она начнёт движение. Сила, с которой вы воздействовали на книгу, будет перемещать её. Книга скользит, затем замедляется и останавливается из-за влияния силы трения.

Особенности сил трения

Трение, о котором говорилось выше, проявляющееся при движении объектов называют внешним или сухим. Но оно может существовать и между частями или слоями одного объекта (жидкого или газообразного), такой вид называют внутренним.
Главной особенностью назовём зависимость трения от скорости относительного движения тел.
Существуют и другие характерные особенности:

• возникновение при контакте двух движущихся тел поверхностями;
• её действие параллельно области соприкосновения;
• направлена противоположно вектору скорости тела;
• зависит от качества поверхностей (гладкие или шероховатые), взаимодействующих объектов;
• форма или размер объекта, движущегося в газе или жидкости, влияют на величину силы трения.

Виды трения

Выделяют несколько видов. Рассмотрим их различия. На книгу, скользящую по столу, действует трение скольжения.

Сила трения скольжения

Где N — сила реакции опоры.

Обратите внимание на некоторые ситуации:

Если человек едет на велосипеде, то трение, возникающее во время контакта колеса с дорогой — трение качения. Такой вид силы значительно меньше по величине силы трения скольжения.

Сила трения качения

Существенно меньшие значения величины такого вида силы используют люди, используя колесо, ролики и шариковые подшипники в различных движущихся частях устройств.

Шарль Огюстен Кулон в своей работе по теории трения предложил вычислять силу трения качения следующим образом:

,
μ — коэффициент трения.
Смазка, чаще всего в виде тонкого слоя жидкости, уменьшает трение.
Жидкости или газы — это особые среды, в которых тоже проявляется данный вид сил. В этих средах трение проявляется только во время перемещения объекта. Нельзя говорить о силе трения покоя в данных средах.

Сила трения в жидкостях и газах

Такой вид силы называют силой сопротивления среды. Она замедляет движение объекта. Более обтекаемая форма объекта влияет на величину силы сопротивления — она значительно уменьшается. Поэтому в судостроении используются обтекаемые формы корпусов кораблей или подводных лодок.
Сила сопротивления среды зависит от:

• геометрических размеров и формы объекта;
• вязкости жидкой или газообразной среды;
• состояния поверхности объекта;
• скорости объекта относительно той среды, в которой он находится.

«Физика — 10 класс»

Вспомните, что такое трение.
Какими факторами оно обусловлено?
Почему изменяется скорость движения по столу бруска после толчка?

Ещё один вид сил, с которыми имеют дело в механике, — это силы трения. Эти силы действуют вдоль поверхностей тел при их непосредственном соприкосновении.

Силы трения во всех случаях препятствуют относительному движению соприкасающихся тел. При некоторых условиях силы трения делают это движение невозможным. Однако они не только тормозят движение тел. В ряде практически важных случаев движение тела не могло бы возникнуть без действия сил трения.

Трение, возникающее при относительном перемещении соприкасающихся поверхностей твёрдых тел, называется сухим трением
.

Различают три вида сухого трения: трение покоя, трение скольжения и трение качения.

Трение покоя.

Попробуйте сдвинуть пальцем лежащую на столе толстую книгу. Вы приложили к ней некоторую силу, направленную вдоль поверхности стола, а книга остаётся в покое. Следовательно, между книгой и поверхностью стола возникает сила, направленная против той силы, с которой вы действуете на книгу, и в точности равная ей по модулю. Это сила трения тp . Вы с большей силой толкаете книгу, но она по-прежнему остаётся на месте. Значит, и сила трения тp настолько же возрастает.

Силу трения, действующую между двумя телами, неподвижными относительно друг друга, называют силой трения покоя
.

Если на тело действует сила , параллельная поверхности, на которой оно находится, и тело при этом остаётся неподвижным, то это означает, что на него действует сила трения покоя тp , равная по модулю и направленная в противоположную сторону силе (рис. 3.22). Следовательно, сила трения покоя определяется действующей на него силой:

Если действующая на покоящееся тело сила хотя бы немного превысит максимальную силу трения покоя, то тело начнёт скользить.

Наибольшее значение силы трения, при котором скольжение ещё не наступает, называется максимальной силой трения покоя
.

Для определения максимальной силы трения покоя существует весьма простой, но не очень точный количественный закон. Пусть на столе находится брусок с прикреплённым к нему динамометром. Проведём первый опыт. Потянем за кольцо динамометра и определим максимальную силу трения покоя. На брусок действуют сила тяжести m, сила нормальной реакции опоры 1 , сила натяжения 1 , пружины динамометра и максимальная сила трения покоя тр1 (рис. 3.23).

Положим на брусок ещё один такой же брусок. Сила давления брусков на стол увеличится в 2 раза. Согласно третьему закону Ньютона сила нормальной реакции опоры 2 также увеличится в 2 раза. Если мы снова измерим максимальную силу трения покоя, то увидим, что она увеличилась во столько раз, во сколько раз увеличилась сила 2 , т. е. в 2 раза.

Продолжая увеличивать число брусков и измеряя каждый раз максимальную силу трения покоя, мы убедимся в том, что

>максимальное значение модуля силы трения покоя пропорционально модулю силы нормальной реакции опоры.

Если обозначить модуль максимальной силы трения покоя через F тр. mах, то можно записать:

F тр. mах = μN (3.11)

где μ — коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом трения. Коэффициент трения характеризует обе трущиеся поверхности и зависит не только от материала этих поверхностей, но и от качества их обработки. Коэффициент трения определяется экспериментально.

Эту зависимость впервые установил французский физик Ш. Кулон.

Если положить брусок на меньшую грань, то F тр. mах не изменится.

Максимальная сила трения покоя не зависит от площади соприкосновения
тел.

Сила трения покоя изменяется в пределах от нуля до максимального значения, равного μN. За счёт чего может происходить изменение силы трения?

Дело здесь вот в чём. При действии на тело некоторой силы оно слегка (незаметно для глаза) смещается, и это смещение продолжается до тех пор, пока микроскопические шероховатости поверхностей не расположатся относительно друг друга так, что, зацепляясь одна за другую, они приведут к появлению силы, уравновешивающей силу . При увеличении силы тело опять чуть-чуть сдвинется так, что мельчайшие неровности поверхностей по-иному будут цепляться друг за друга, и сила трения возрастёт.

И лишь при > F тр. mах ни при каком взаимном расположении шероховатостей поверхности сила трения не в состоянии уравновесить силу , и начнётся скольжение.

Зависимость модуля силы трения скольжения от модуля действующей силы показана на рисунке 3.24.

При ходьбе и беге на подошвы ног действует сила трения покоя, если только ноги не скользят. Такая же сила действует на ведущие колёса автомобиля. На ведомые колёса также действует сила трения покоя, но уже тормозящая движение, причём эта сила значительно меньше силы, действующей на ведущие колёса (иначе автомобиль не смог бы тронуться с места).

В давнее время сомневались, что паровоз сможет ехать по гладким рельсам. Думали, что трение, тормозящее ведомые колёса, будет равно силе трения, действующей на ведущие колёса. Предлагали даже делать ведущие колёса зубчатыми и прокладывать для них специальные зубчатые рельсы.

Трение скольжения.

При скольжении сила трения зависит не только от состояния трущихся поверхностей, но и от относительной скорости движения тел, причём эта зависимость от скорости является довольно сложной. Опыт показывает, что часто (хотя и не всегда) в самом начале скольжения, когда относительная скорость ещё мала, сила трения становится несколько меньше максимальной силы трения покоя. Лишь затем, по мере увеличения скорости, она растёт и начинает превосходить F тр. mах.

Вы, вероятно, замечали, что тяжёлый предмет, например ящик, трудно сдвинуть с места, а потом двигать его становится легче. Это как раз и объясняется уменьшением силы трения при появлении скольжения с малой скоростью (см. рис. 3.24).

При не слишком больших относительных скоростях движения сила трения скольжения мало отличается от максимальной силы трения покоя. Поэтому приближённо можно считать её постоянной и равной максимальной силе трения покоя:

F тр ≈ F тр. mах = μN.

Силу трения скольжения можно уменьшить во много раз с помощью смазки — чаще всего тонкого слоя жидкости (обычно того или иного сорта минерального масла) — между трущимися поверхностями.

Ни одна современная машина, например двигатель автомобиля или трактора, не может работать без смазки. Специальная система смазки предусматривается при конструировании всех машин.

Трение между слоями жидкости, прилегающими к твёрдым поверхностям, значительно меньше, чем между сухими поверхностями.

Трение качения.

Сила трения качения существенно меньше силы трения скольжения, поэтому гораздо легче перекатывать тяжёлый предмет, чем двигать его.

Сила трения зависит от относительной скорости движения тел. В этом её главное отличие от сил тяготения и упругости, зависящих только от расстояний.

Силы сопротивления при движении твёрдых тел в жидкостях и газах.

При движении твёрдого тела в жидкости или газе на него действует сила сопротивления среды. Эта сила направлена против скорости тела относительно среды и тормозит движение.

Главная особенность силы сопротивления состоит в том, что она появляется только при наличии относительного движения тела и окружающей среды.

Сила трения покоя в жидкостях и газах полностью отсутствует.

Это приводит к тому что усилием рук можно сдвинуть тяжёлое тело, например плавающую лодку, в то время как сдвинуть с места, скажем, поезд усилием рук просто невозможно.

Модуль силы сопротивления F c зависит от размеров, формы и состояния поверхности тела, свойств среды (жидкости или газа), в которой тело движется, и, наконец, от относительной скорости движения тела и среды.

Примерный характер зависимости модуля силы сопротивления от модуля относительной скорости тела показан на рисунке 3.25. При относительной скорости, равной нулю, сила сопротивления не действует на тело (F c = 0). С увеличением относительной скорости сила сопротивления сначала растёт медленно, а затем всё быстрее и быстрее. При малых скоростях движения силу сопротивления можно считать прямо пропорциональной скорости движения тела относительно среды:

F c = k 1 υ, (3.12)

где k 1 — коэффициент сопротивления, зависящий от формы, размеров, состояния поверхности тела и свойств среды — её вязкости. Вычислить коэффициент k 1 теоретически для тел сколько-нибудь сложной формы не представляется возможным, его определяют опытным путём.

При больших скоростях относительного движения сила сопротивления пропорциональна квадрату скорости:

F c = k 2 υ 2 , υ, (3.13)

где k 2 — коэффициент сопротивления, отличный от k 1 .

Какую из формул — (3 12) или (3.13) — можно использовать в конкретном случае, определяется опытным путём. Например, для легкового автомобиля первую формулу желательно применять приблизительно при 60-80 км/ч, при больших скоростях следует использовать вторую формулу.

Выделяют три вида сил трения: трение скольжения, трение качения и трение покоя.

Сила трения скольжения
возникает, когда одно тело перемещается по поверхности другого. Чем больше вес тела, и чем больше коэффициент трения между данными поверхностями (коэффициент зависит от материала, из которого сделаны поверхности), тем больше сила трения скольжения.

Сила трения скольжения не зависит от площади соприкасающихся поверхностей. При движении брусок, лежащий на своей большой по площади грани, будет иметь такую же силу трения скольжения, как если его положить на самую маленькую грань.

Основная причина возникновения силы трения скольжения — мельчайшие неровности поверхностей двух тел. Ими тела цепляются друг за друга при движении. Если бы не было силы трения скольжения, то тело, приведенное в движение кратковременным действием на него силы, продолжало бы двигаться равномерно. Однако, поскольку сила трения скольжения существует, и она направлена против движения тела, то тело постепенно останавливается.

Вторая причина возникновения силы трения скольжения — межмолекулярные взаимодействия на соприкасающихся поверхностях двух тел. Данное взаимодействие может возникнуть только на очень гладких, хорошо отполированных поверхностях. Молекулы разных тел оказываются очень близко друг к другу и притягиваются. Из-за этого движение тела тормозится.

Сила трения качения
возникает, когда по поверхности одного тела, перекатывается другое, обычно круглой формы. Например, катятся колеса транспортных средств на дороге, перевернутая на бок бочка с пригорка, шарик по полу.

Сила трения качения намного меньше силы трения скольжения. Вспомните, большую сумку легче вести на колесиках, чем волоком тащить по земле. Причина кроется в разном способе контакта между движущимся телом и поверхностью. При качении колесо как бы вдавливает, подминает под себя поверхность, отталкивается от нее. Катящемуся колесу не приходится цеплять множество мелких неровностей поверхности, как при скольжении тел.

Чем тверже поверхность, тем меньше сила трения качения. Например, по песку ехать на велосипеде труднее, чем по асфальту, так как на песке приходится преодолевать бо
льшую силу трения качения. Это связано с тем, что отталкиваться от твердых поверхностей легче, они не сильно вдавливаются. Можно сказать, что сила, которая действует со стороны колеса на твердую поверхность, не расходуется на деформацию, а почти вся возвращается в виде силы нормальной реакции опоры.

Сила трения покоя
окружает нас повсеместно. Все предметы, которые лежат на других телах, удерживаются силой трения покоя. Силы трения покоя даже хватает, чтобы удерживать предметы на наклоненных поверхностях. Например, человек может стоять на склоне холма, брусок неподвижно лежать на слегка наклоненной линейке. Кроме того, благодаря силе трения покоя возможны такие формы движения, как ходьба и езда. В этих случаях происходит «сцепление» с поверхностью за счет силы трения покоя, в результате появляется возможность отталкиваться от поверхности.

Причины силы трения покоя такие же, как у силы трения скольжения.

Сила трения покоя возникает, когда пытаются сдвинуть стоящее тело. Пока сила, пытающаяся двигать тело, меньше силы трения покоя, тело будет оставаться на месте. Как только эта сила превысит определенную максимальную силу трения покоя для данных двух тел, одно тело начнет двигаться относительно другого, и на него уже будет действовать сила трения скольжения или качения.

В большинстве случаев максимальная сила трения покоя немного превосходит силу трения скольжения. Так, чтобы начать двигать шкаф, надо сначала приложить чуть больше усилий, чем прикладывать их, когда шкаф уже двигается. Часто разницей между силами трения покоя и скольжения пренебрегают, считая их равными.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Из второго уравнения:

Сила трения:

Подставив выражение для силы трения в первое уравнение, получим:

При торможении до полной остановки скорость автобуса падает от значения до нуля, поэтому автобуса:

Приравнивая правые части соотношений для ускорения автобуса при аварийном торможении, получим:

откуда время до полной остановки автобуса:

Ускорение свободного падения м/с

Подставив в формулу численные значения физических величин, вычислим:

ПРИМЕР 2

Задание	Небольшое тело положили на наклонную плоскость, составляющую угол с горизонтом, и отпустили. Какое расстояние пройдет тело за 3 с, если коэффициент трения между ним и поверхностью 0,2?
Решение	Выполним рисунок и укажем все силы, действующие на тело. На тело действуют сила тяжести , сила реакции опоры и сила трения Выберем систему координат, как показано на рисунке, и спроектируем это векторное равенство на оси координат: Из второго уравнения:

Определение 1

Сила трения представляет силу, появляющуюся в момент соприкосновения двух тел и препятствующую их относительному движению.

Главная причина, провоцирующая трение, кроется в шероховатости трущихся поверхностей и молекулярном взаимодействии указанных поверхностей. Сила трения зависима от материала соприкасающихся поверхностей и от силы их взаимного прижатия.

Понятие силы трения

Исходя из простых моделей трения (на основании закона Кулона), сила трения будет считаться прямо пропорциональной степени нормальной реакции соприкасающихся и трущихся поверхностей. Если рассматривать в целом, то процессы силы трения невозможно описать только лишь простыми моделями классической механики, что объясняется сложностью реакций в зоне взаимодействия трущихся тел.

Силы трения, подобно силам упругости, обладают электромагнитной природой. Их возникновение становится возможным, благодаря взаимодействию между молекулами и атомами тел, которые соприкасаются.

Замечание 1

Силы трения отличны от сил упругости и гравитационных фактом зависимости не только от конфигурации тел (от их взаимного расположения), но и от относительных скоростей их взаимодействия.

Разновидности силы трения

При условии наличия относительного движения двух контактирующих между собой тел, возникающие в таком процессе силы трения подразделяются на такие виды:

1. Трение скольжения (представляет силу, возникающую как следствие поступательного перемещения одного из взаимодействующих тел относительно второго и воздействующая на данное тело в направлении, которое будет противоположным направлению скольжения).
2. Трение качения (представляет момент сил, способный возникать в условиях процесса качения одного из двух контактирующих с другим тел).
3. Трение покоя (считается силой, возникающей между двумя взаимодействующими телами, при этом она становится серьезным препятствием для возникновения относительного движения. Такая сила преодолевается с целью приведения данных контактирующих тел в движение относительно друг друга. Такой вид трения появляется при микроперемещениях (к примеру, при деформации) контактирующих тел. При возрастании усилий начнется повышение и силы трения.
4. Трение верчения (является моментом силы, возникающим между контактирующими телами в условиях вращения одного из них в отношении другого и направленным против вращения). Определяется формулой: $M=pN$, где $N$ — нормальное давление, $p$- коэффициент трения верчения, имеющий размерность длины.

Экспериментальным образом была установлена независимость силы трения от площади поверхности, вдоль которой наблюдается соприкосновение тел, и пропорциональность силе нормального давления, с которой одно тело будет действовать на второе.

Определение 2

Постоянная величина представляет коэффициент трения, при этом зависимый от природы и состояния трущихся поверхностей.

В определенных ситуациях трение оказывается полезным. Можно привести примеры с невозможностью хождения человека (при отсутствии трения) и движением автотранспорта. Наряду с тем, трение может оказывать и вредный эффект. Так, оно провоцирует износ соприкасающихся деталей механизмов, дополнительный расход топлива для транспортных средств. Средством противостояния этому служат различные смазки (воздушные или жидкостные подушки). Еще одним эффективным способом считается замена скольжения качением.

Основные расчетные формулы для определения силы трения

Расчетная формула силы трения при скольжении будет выглядеть так:

• $m$-коэффициент пропорциональности (трения скольжения),
• $Р$ – сила вертикального (нормального) давления.

Сила трения скольжения представляет одну из управляющих движением сил, а ее формулу записывают с применением силы реакции опоры. На основе действия третьего закона Ньютона, силы нормального давления, а также реакции опоры оказываются равными по величине и противоположными по направлению:

Перед определением силы трения, формула которой будет записываться таким образом: $F=mN$, определяется сила реакции.

Замечание 2

Коэффициент сопротивления при процессе скольжения вводят экспериментально для трущихся поверхностей, при этом он будет зависимым от материала и качества обработки.

Максимальная сила трения покоя определяется подобно силе трения скольжения. Это играет важное значение для решения задач по определению силы движущего сопротивления. Можно привести пример с книгой, передвигаемой прижатой к ней рукой. Так, скольжение этой книги будет осуществляться под воздействием силы сопротивления покоя между книгой и рукой. При этом величина сопротивления будет зависеть от показателя силы вертикального давления на книгу.

Интересным будет факт пропорциональности силы трения квадрату соответствующей скорости, а ее формула станет видоизменяться, в зависимости от скорости перемещения взаимодействующих тел. К такой силе можно отнести силу вязкого сопротивления в жидкости.

В зависимости от скорости перемещения, силу сопротивления будет определять скорость движения, форма перемещающегося тела или вязкость жидкости. Движение в масле и воде одного и того же тела сопровождает различное по величине сопротивление. Для незначительных скоростей оно выглядит так:

• $k$ – коэффициент пропорциональности, зависящий от линейных размеров тела и свойств среды,
• $v$ – скорость тела.

Физика — Скользящий песок

Краткий обзор

29 апреля 2014 г. • Физика 7, s51

Добавление небольшого количества воды в песок может значительно уменьшить трение скольжения.

A. Fall et al., Phys. Преподобный Летт. (2014)

A. Fall et al., Phys. Преподобный Летт. (2014)

×

Каждый, кто бывал на пляже, знает, что из сухого песка не строятся замки из песка — песчинки падают в лужу, когда поднимают ведро. Добавление воды может решить эту проблему: зерна прилипают, а замок держит форму. Это происходит из-за жидких мостиков, которые начинают образовываться между зернами при добавлении воды. Как только воды становится достаточно, эти мостики действуют как клей, удерживая зерна на месте. Это отлично подходит для строительства замков из песка, а также, оказывается, для перевозки песка. Пишу в Physical Review Letters Даниэль Бонн из Университета Амстердама, Нидерланды, и его коллеги показывают, что добавление воды в песок значительно снижает трение скольжения объекта, движущегося по песку, но только для небольшого количества воды.

Бонн и др. испытал трение скольжения по сухому и мокрому песку, когда по поверхности тянули утяжеленные салазки. Было обнаружено, что по мере добавления воды как сила, необходимая для тяги салазок, так и коэффициент трения уменьшаются ниже, чем у сухого песка, а затем увеличиваются при более высоком содержании воды. Когда песок высыхал, перед санями образовывалась куча песка, затруднявшая его движение; для достижения устойчивого состояния саней требовалась относительно большая сила. Добавление воды сделало песок более жестким, и кучи уменьшились в размере до тех пор, пока перед движущимися салазками не образовалась куча, и поэтому для достижения устойчивого состояния требовалось меньшее приложенное усилие. Почему же тогда трение скольжения увеличивалось при более высоком содержании воды? Авторы предполагают, что это произошло из-за снижения жесткости, сопровождающего водонасыщение, подобное тому, что наблюдается в замках из песка — добавьте слишком много воды, и капиллярные мостики, которые раньше действовали как клей между отдельными зернами, начинают сливаться и исчезать. – Кэтрин Райт

Обменные зоны

Материаловая наука

Связанные статьи

Физика с конденсированным веществом

Положите фотоэмиссию

апрель 5, 2023

Поведение новое спиновое. индуцированная электронная эмиссия дителлурида вольфрама. Подробнее »

Геофизика

Вода стоит за электризацией песка

27 февраля 2023

Результаты новых экспериментов показывают, что поверхностно-адсорбированные молекулы воды ответственны за контактную электризацию в сыпучих веществах, что ставит под сомнение установленные модели этого явления. Читать дальше »

Материаловедение

Новый путь к ферромагнетикам при комнатной температуре к ферромагнетикам с температурой выше комнатной. Подробнее »

Еще статьи

Трение скольжения по мокрому и сухому песку

. 2014 2 мая; 112(17):175502.

doi: 10.1103/PhysRevLett.112.175502.

Epub 2014 29 апр.

Осень
¹
, Б Вебер
¹
, М Пакпур
²
, Н Ленуар
³
, Н Шахидзаде
¹
, Дж. Фискина
⁴
, К Вагнер
⁵
, Д Бонн
¹

Принадлежности

• ¹ Институт Ван дер Ваальса-Зеемана, IoP, Университет Амстердама, Научный парк 904, 1098XH Амстердам, Нидерланды.
• ² Институт Ван-дер-Ваальса-Зеемана, IoP, Университет Амстердама, Научный парк 904, 1098XH Амстердам, Нидерланды и Институт перспективных исследований в области фундаментальных наук, P.O. Box 45195-1159 Зенджан, Иран.
• ³ Material Imaging, UR Navier, 77420 Champs-sur-Marne, Франция.
• ⁴ Экспериментальная физика, Саарский университет, D-66123 Саарбрюккен, Германия и Gravitation Group, Институт фундаментальных исследований ТАТА, 1 Хоми Бхабха Роуд, 400005 Мумбаи, Индия.
• ⁵ Экспериментальная физика, Саарландский университет, D-66123 Саарбрюккен, Германия.

• PMID:

  24836256

• DOI:

  10. 1103/PhysRevLett.112.175502

Бесплатная статья

Фолл и др.

Phys Rev Lett.

2014 .

Бесплатная статья

. 2014 2 мая; 112(17):175502.

doi: 10.1103/PhysRevLett.112.175502.

Epub 2014 29 апр.

Авторы

Осень
¹
, Б Вебер
¹
, М Пакпур
²
, Н Ленуар
³
, Н Шахидзаде
¹
, Дж. Фискина
⁴
, К Вагнер
⁵
, Д Бонн
¹

Принадлежности

• ¹ Институт Ван дер Ваальса-Зеемана, IoP, Университет Амстердама, Научный парк 904, 1098XH Амстердам, Нидерланды.
• ² Институт Ван-дер-Ваальса-Зеемана, IoP, Университет Амстердама, Научный парк 904, 1098XH Амстердам, Нидерланды и Институт перспективных исследований в области фундаментальных наук, P.O. Box 45195-1159 Зенджан, Иран.
• ³ Material Imaging, UR Navier, 77420 Champs-sur-Marne, Франция.
• ⁴ Экспериментальная физика, Саарский университет, D-66123 Саарбрюккен, Германия и Gravitation Group, Институт фундаментальных исследований ТАТА, 1 Хоми Бхабха Роуд, 400005 Мумбаи, Индия.
• ⁵ Экспериментальная физика, Саарландский университет, D-66123 Саарбрюккен, Германия.

• PMID:

  24836256

• DOI:

  10. 1103/PhysRevLett.112.175502

Абстрактный

Мы экспериментально показываем, что трение скольжения по песку значительно уменьшается при добавлении небольшого количества воды, но не слишком большого. Образование капиллярных водяных мостиков увеличивает модуль сдвига песка, что облегчает скольжение. С другой стороны, слишком много воды заставляет капиллярные мостики сливаться, что приводит к уменьшению модуля; в этом случае мы наблюдаем, что коэффициент трения снова увеличивается. Таким образом, наши результаты показывают, что коэффициент трения напрямую связан с модулем сдвига; это имеет важные последствия для транспортировки гранулированных материалов. Кроме того, показано, что полидисперсность песка также оказывает большое влияние на коэффициент трения.

Похожие статьи

• Неожиданное поведение трения из-за капиллярного и адгезионного эффектов.

  Го Ф, Тянь Ю, Лю Ю, Ван Ю.

  Го Ф и др.
  Научный представитель 2017 г. 10 марта; 7 (1): 148. doi: 10.1038/s41598-017-00238-0.
  Научный представитель 2017.

  PMID: 28273947
  Бесплатная статья ЧВК.

• Выживание прибоя: трибомеханические свойства периостракума Mytilus sp.

  Вэлиш ФК, Питер Н.Дж., Абад ОТ, Оливейра М.В., Шнайдер А.С., Шмаль В., Грисшабер Э., Бенневиц Р.

  Валиш ФК и др.
  Акта Биоматер. 2014 сен;10(9):3978-85. doi: 10.1016/j.actbio.2014.05.014. Epub 2014 23 мая.
  Акта Биоматер. 2014.

  PMID: 24862541

• Рассеяние в квазистатически сдвинутом влажном и сухом песке в замкнутом пространстве.

  Fiscina JE, Pakpour M, Fall A, Vandewalle N, Wagner C, Bonn D.

  Фискина Дж. Э. и соавт.
  Phys Rev E Stat Nonlin Soft Matter Phys. 2012 авг; 86 (2 часть 1): 020103. doi: 10.1103/PhysRevE.86.020103. Epub 2012 24 августа.
  Phys Rev E Stat Nonlin Soft Matter Phys. 2012.

  PMID: 23005706

• Управление наноразмерным трением посредством конкуренции между капиллярной адсорбцией и термически активируемым скольжением.

  Greiner C, Felts JR, Dai Z, King WP, Carpick RW.

  Грейнер С. и соавт.
  АКС Нано. 2012 22 мая; 6 (5): 4305-13. doi: 10.1021/nn300869w. Epub 2012 4 мая.
  АКС Нано. 2012.

  PMID: 22515940

• Трибологические свойства гидрофильных полимерных щеток во влажных условиях.

  Кобаяси М., Такахара А.

  Кобаяши М. и соавт.
  Рек. хим. 2010 авг; 10 (4): 208-16. doi: 10.1002/tcr.201000001.
  Рек. хим. 2010.

  PMID: 20533448

  Обзор.

Посмотреть все похожие статьи

Цитируется

• Одной влажности достаточно, чтобы придать почве термитника прочность, но не устойчивость к атмосферным воздействиям.

  Захария Н., Мурти Т.Г., Борхес Р.М.

  Захария Н. и др.
  R Soc Open Sci. 2020 12 августа; 7 (8): 200485. doi: 10.1098/rsos.200485. Электронная коллекция 2020 авг.
  R Soc Open Sci. 2020.

  PMID: 32968515
  Бесплатная статья ЧВК.

• Молекулярное покрытие определяет износ при скольжении стальных дисков, функционализированных n -октадецилфосфоновой кислотой, с покрытием Cu-O по отношению к алюминию.

  Прюнте С., Мьюзик Д., Терзийская В.Л., Миттерер С., Шнайдер Ю.М.

  Прюнте С. и др.
  Материалы (Базель). 2020 8 января; 13 (2): 280. дои: 10.3390/ma13020280.
  Материалы (Базель). 2020.

  PMID: 31936336
  Бесплатная статья ЧВК.

• Стеклянная динамика ландшафтной эволюции.

  Фирдоуси Б., Ортис С.П., Джеролмак Д.Дж.

  Фирдоуси Б. и соавт.
  Proc Natl Acad Sci U S A. 2018 May 8;115(19):4827-4832. doi: 10.1073/pnas.1715250115. Epub 2018 23 апр.
  Proc Natl Acad Sci U S A. 2018.

  PMID: 29686102
  Бесплатная статья ЧВК.

• Вибрационное проникновение с низким сопротивлением в гранулированных средах.

  Дарбуа Тексье Б., Ибарра А., Мело Ф.

  Дарбуа Тексье Б.