Tarcie a ścinanie
Tarcie i naprężenie ścinające to dwa zjawiska związane z mechaniką materii. Bardzo ważne jest, aby dobrze zrozumieć zarówno tarcie, jak i naprężenie ścinające, aby dobrze zrozumieć takie dziedziny, jak elektrotechnika, inżynieria samochodowa, inżynieria mechaniczna i wszelkie inne istotne dziedziny. Zarówno tarcie, jak i naprężenie ścinające odgrywają ważną rolę w naszym codziennym życiu. Gdyby nie te siły, nie bylibyśmy w stanie wykonywać większości codziennej pracy. W tym artykule omówimy, czym jest tarcie i naprężenie ścinające, właściwe i wspólne definicje tarcia i naprężenia ścinającego, ich zastosowania i metody obliczania, podobieństwa i wreszcie różnice.
Tarcia
Tarcie jest prawdopodobnie najczęstszą siłą oporu, której doświadczamy każdego dnia. Tarcie jest spowodowane kontaktem dwóch szorstkich powierzchni. Tarcie ma pięć trybów. Tarcie suche, które występuje między dwoma ciałami stałymi, tarcie płynne, które jest również znane jako lepkość, tarcie smarowane, w którym dwa ciała stałe są oddzielone warstwą cieczy, tarcie powierzchniowe, które przeciwstawia się poruszającemu się ciału stałemu w cieczy, oraz tarcie wewnętrzne, które 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. Należy zauważyć, że chociaż tarcie zależy od normalnej siły reaktywnej, zawsze jest styczne do powierzchni, a tym samym normalne do siły reaktywnej.
Naprężenie ścinające
Naprężenie ścinające to siła odkształcenia. Kiedy siła jest przyłożona stycznie do powierzchni bryły, bryła ma tendencję do „skręcania się”. Aby tak się stało, bryła musi być unieruchomiona, aby nie mogła poruszać się w kierunku siły. Jednostką naprężenia ścinającego jest Newton na metr kwadratowy lub powszechnie znana jako Pascal. Wiemy, że Pascal jest również jednostką ciśnienia. Ale definicja ciśnienia to siła normalna do powierzchni podzielona przez pole, podczas gdy definicja naprężenia ścinającego to siła równoległa do powierzchni na jednostkę pola. Moment obrotowy działający na nieruchomy obiekt może również powodować naprężenie ścinające. Z definicji naprężenia ścinające mogą wykazywać nie tylko ciała stałe, ale także płyny. Obiekty mają właściwość zwaną modułem ścinania, która mówi nam, jak daleko obiekt skręci dla danego naprężenia ścinającego. Zależy to od kształtu, rozmiaru, materiału i temperatury przedmiotu. Naprężenie ścinające konstrukcji i inżynierii samochodowej odgrywa główną rolę w projektowaniu i wdrażaniu projektu.
Jaka jest różnica między tarciem a ścinaniem?
• Tarcie może być przyczyną naprężenia ścinającego.
• Tarcie jest mierzone w Newtonach, podczas gdy naprężenie ścinające jest mierzone w Pascalach.
• Tarcie to siła, natomiast naprężenie ścinające to siła na jednostkę powierzchni.
• Tarcie zależy od obu powierzchni styku, podczas gdy naprężenie ścinające zależy tylko od siły równoległej do powierzchni na jednostkę powierzchni.
