Kas yra Kulono trintis?

Kulono trintis yra supaprastintas trinties jėgos, kuri egzistuoja tarp dviejų sausų paviršių, besiliečiančių vienas su kitu, kiekybinis įvertinimas. Visi trinties skaičiavimai yra apytiksliai, o šis matavimas, kurį 1785 m. sukūrė Charlesas-Augustinas de Coulombas kaip klasikinio Leonardo da Vinci modelio patobulinimas, priklauso tik nuo pagrindinių judėjimo principų. Daroma prielaida, kad kontaktiniai paviršiai yra gana vienodi ir kad trinties koeficientas, kurį reikia įveikti, kad prasidėtų judėjimas, yra gerai nustatytas besiliečiančioms medžiagoms. Ji taip pat atspindi normalią jėgą, susijusią su gravitacine trauka, tiek tiesiogiai horizontaliai judant į normalią jėgą, tiek vektoriniu nuolydžiu.

Mechaninės inžinerijos skaičiavimuose dėl savo paprastumo dažnai naudojamos Kulono trinties formulės, kurios gali būti pritaikytos nejudančių kūnų statinei trintis arba vienas prieš kitą slystančių kūnų kinetinę trintį. Šiame modelyje daroma prielaida, kad medžiagos yra standžios kietos medžiagos, tarp kurių nėra tepalų ar kitų skysčių ar dujų. Nors Kulono trinties įstatymas puikiai tinka šioms medžiagoms, kuriose naudojami pusiau minkšti junginiai, pvz., guma, arba poliruoti metaliniai paviršiai, skaičiavimai nėra tokie tikslūs.

Prancūzų išradėjas Guillaume’as Amontonsas 1699 m. patobulino Leonardo da Vinci trinties skaičiavimus, o Kulonas tuo rėmėsi savo supratimui apie trintį. Sausiems paviršiams taikomos trys fizinės taisyklės: pirmosios dvi žinomos kaip Amontono dėsniai, o trečioji – Kulono dėsniai. Pirmieji du teigia, kad trinties jėga yra tiesiogiai proporcinga apkrovai ir nepriklauso nuo matomos sąlyčio tarp medžiagų srities. Kulono dėsnis teigia, kad judančių kūnų kinetinė trintis nepriklauso nuo tikrojo kūnų slydimo greičio.

Kulono trinties koeficientas yra statinė jėga, kuri yra šiek tiek didesnė už varomąją jėgą, kai dvi medžiagos yra ramybės būsenoje ir liečiasi viena su kita. Šis trinties koeficientas yra gerai žinomas daugeliui paprastų, grynų medžiagų ir pateikiamas kaip skaičius be vienetų. Sausų paviršių trinties koeficientas medienai su betonu yra 0.62, polistirenui nuo 0.3 iki 0.35, o plienui su teflonu® 0.04. Šie skaičiai naudojami apskaičiuojant jėgą, reikalingą statinei trinčiai įveikti, vadinamą trinties jėga, padauginus trinties koeficientą iš normalios jėgos. Normalioji jėga yra medžiagų masė, padauginta iš gravitacinės traukos, pridėjus vektorių skaičiavimus, jei abu paviršiai juda aukštyn arba žemyn nuolydžiu prieš gravitacijos trauką arba link jo.

Kulono trinties slopinimas yra trinties, visada priešingos judėjimo krypčiai, poveikis. Jis išreiškiamas kaip šilumos energijos išsiskyrimas tarp paviršių, o tai sumažina grynąją judėjimo kinetinę energiją. Kulono trinties sukimo momentas apima sukimosi jėgas, kai dvi medžiagos liečiasi ne tiesiškai, ir yra dar vienas pavyzdys, kai pagrindinės formulės įtraukiamos į sudėtingesnius faktinės trinties skaičiavimus. Šie skaičiavimai paima Kulono formules ir išplečia jas įtraukiant įvairias trinties aplinkas, įskaitant klampių skysčių trintį, vidinę trintį medžiagose, kuriose vyksta deformacija, ir kt.