Dodaj do ulubionych
Biotribologia: tarcie i jego rodzaje
   Tarciem nazywam zjawisko powstawania siły mechanicznej rospraszajacej energię, zwanej dyspatywną, stycznej do powierzchni ciała poruszającego się faktycznie i przeciwdziałającej ruchowi. Siła tarcia jest siłą bierną, to znaczy, że pojawia się kiedy na stykające się ciała zaczynają działać siły równoległe do podłoża. Wartość siły tarcia jest proporcionalna do siły nacisku (zwanej też siłą normalną) i zależy także od współczynników proporcjonalności, noszących nazwy współczynników tarcia z odpowiednim przymiotnikiem określającym rodzaj tarcia. Jednocześnie wpływu na wartość siły tarcia nie ma wielkość nominalnej powierzchni styku a prędkość poślizgu nie wpływa na współczynnik tarcia. Siłę tarcia wyraża się iloczynem siły nacisku i współczynnika tarcia.

   Wyróżniamy dwa zasadnicze rodzaje tarcia: wewnętrzne a także zewnętrzne. Tarcie wewnętrzne, zwane lepkością występuje w warstwach cieczy (płynów oraz gazów), poruszających się względem siebie. Jest ono zjawiskiem powstawania sił stycznych, przeciwdziałających wzajemnemu ruchowi. Wiąże się ono z przekształceniem w ciepło energii mechanicznej, która dostarczana jest do ciała w procesach jego odkształcenia.

   W przypadku tarcia zewnętrznego mówimy o tarciu zachodzącym w płaszczyźnie zetknięcia się dwóch ciał stałych. Gdy powierzchnie ciał nie przesuwają się względem siebie i gdy na jedno z ciał działa siła niezerowa, niezrównoważona mamy do czynienia z tarciem statycznym, nazywanym także tarciem tocznym. Tarcie to zapobiega wystąpięniu wzajemnemu przemieszczeniu się powierzchni trących. Stąd w cieczach nie mówimy o współczynnikach tarcia, ale współczynnikach lepkości.

   Jeżeli powierzchnie ciała stałego poruszają się względem siebie lub jedna powierzchnia porusza się względem drugiej mówimy wtedy o tarciu dynamicznym, nazywanym także tarcierm suwnym. Tarcie dynamiczne dzielimy na tarcie spoczynkowe i kinematyczne. Tarcie spoczynkowe występuje pomiędzy dwoma wzajemnie nieruchomymi ciałami, do poruszenia których należy zadziałać tak zwaną siłą tarcia statycznego, która jest najmniejszą wartością siły potrzebnej do poruszenia z miejsca jednego z ciał. Tarcie kinematyczne występuje pomiędzy ciałami będącymi już w ruchu a siłą tarcia kinematycznego nazywamy minimalną siłę, jaką należy przyłożyć do układu, aby pozostał on w ruchu. Wśród tarcia kinematycznego wyróżniamy tarcie poślizgowe, toczne oraz wiertne. Tarcie poślizgowe występuje przy ocieraniu się o siebie dwóch powierzchni ciał stałych a tarcie toczne zachodzi gdy jedno ciało toczy się po drugim. Podział ten oczywiście związany jest z charakterem powierzchni stykających się ciał. W przypadku tarcia zewnętrznego posługujemy się dwoma głównymi współczynnikami tarcia: dynamicznym i statycznym, przy czym ten pierwszy w danych warunkach jest zawsze mniejszy niż drugi.

   Tarcie jest zjawiskiem zarówno pożytecznym jak i szkodliwym. Dzięki niemu możemy się poruszać, trzymać przedmioty w dłoni czy po prostu stać. Jednak z tarciem wiążą się także poważne straty energi jak i zniszczenia samych powierzchni i materiałów, które uczestniczą w procesie tarcia, co wielu przypadkach jest zajwiskiem niepożądanym. Do zmniejszenia oporów tarcia stosuje się wówczas różnorakie substance smarujące, zwane ogólnie smarami. Wzorcem jeśli chodzi o smarowanie są stawy łączące kości. Tarcie z zastosowaniem smarów nazywa się wówczas tarciem plynnym. Tarcie, które występuje w dostatecznie grubej warstwie substancji smarującej nazywamy tarciem hydrostatycznym. Jeśli grubość warstwy smarującej jest mniejsza od jednej dziesiątej mikrona tarcie to nazywamy granicznym. Analogicznie tarcie bez zastosowania smaru nosi nazwę tarcia suchego.



© 2003-2007 by Ecnelis