Kąt tarcia a kąt spoczynku
Kąt tarcia i kąt spoczynku to dwie bardzo ważne wielkości mierzone podczas tarcia. Te dwie wielkości mają duże znaczenie w dziedzinach takich jak statyka i dynamika ciał stałych oraz statyka granul. W tym artykule omówimy, jaki jest kąt tarcia i kąt usypu, ich definicje, zastosowania tych kątów, podobieństwa i wreszcie różnica między kątem tarcia a kątem usypu.
Co to jest kąt tarcia?
Tarcie jest prawdopodobnie najczęstszą siłą oporu, której doświadczamy każdego dnia. Tarcie jest spowodowane kontaktem dwóch szorstkich powierzchni. Tarcie ma pięć trybów. Tarcie suche występuje między dwoma ciałami stałymi; tarcie płynu jest również znane jako lepkość; smarowane tarcie, w którym dwa ciała stałe są oddzielone warstwą cieczy; tarcie skóry przeciwstawia się poruszającemu się ciału stałemu w cieczy, a tarcie wewnętrzne powoduje, że wewnętrzne składniki ciała stałego powodują tarcie. Jednak termin „tarcie” jest najczęściej używany zamiast tarcia suchego. Jest to spowodowane szorstkimi mikroskopijnymi wgłębieniami na każdej z powierzchni, które pasują do siebie i nie pozwalają się poruszać. Tarcie suche między dwiema powierzchniami zależy od współczynnika tarcia i siły reakcji normalnej do płaszczyzny działającej na obiekt. Maksymalne tarcie statyczne między dwiema powierzchniami jest nieco wyższe niż tarcie dynamiczne. Ponieważ dla danych dwóch powierzchni stałych tarcie zależy tylko od siły reakcji między dwiema powierzchniami, można otrzymać równanie F=µ R. Należy zauważyć, że tarcie jest niezależne od powierzchni styku dwóch powierzchni. Jeżeli wyrażenie µ jest zapisane jako kąt tan (θ), to θ jest definiowane jako kąt tarcia między dwiema powierzchniami. Ponieważ Tan (θ) jest równy stosunkowi F do R, kąt θ jest kątem między linią poziomą a wypadkową siłą F i R.
Co to jest kąt spoczynku?
Kąt usypu jest właściwością materiałów ziarnistych, która jest związana z tarciem. Kąt spoczynku to najbardziej stromy kąt opadania lub zapadania się zbocza w stosunku do płaszczyzny poziomej, gdy materiał na powierzchni zbocza znajduje się na granicy osuwania się. Ten kąt może teoretycznie przyjmować wartości od 0 stopni do 90 stopni. Kąt usypu jest bardzo ważną właściwością w przypadku materiałów ziarnistych, ponieważ decyduje o tym, jak wysoko i jak szeroko rozłoży się materiał. Śnieg, piasek i kamienie osadowe mogą być traktowane jako takie materiały. Kąt spoczynku jest bezpośrednio zależny od maksymalnego kąta tarcia materiału.
Jaka jest różnica między kątem spoczynku a kątem tarcia?
• Kąt tarcia jest zdefiniowany dla materiałów pełnych o sztywnych ciałach. Kąt usypu jest zdefiniowany tylko dla materiałów ziarnistych.
• Kąt tarcia to hipotetyczny kąt między siłą wypadkową a horyzontem. Kąt spoczynku to rzeczywisty kąt, który można zmierzyć.
