اصطکاک لغزشی و اصطکاک غلتشی دو نوع نیروی اصطکاکی هستن که بر خلاف حرکت جسم در روی یک سطح عمل میکنن. اصطکاک نیروییه که از لغزش اجسام مجاور روی همدیگه جلوگیری میکنه. تحلیل اصطکاک غلتشی دشوارتر از اصطکاک لغزشیه. اصطکاک غلتشی معمولاً کمتر از اصطکاک جنبشی مربوط به لغزشه. برای اینکه تفاوت اصطکاک لغزشی و اصطکاک غلتشی رو بهتر درک کنین، بهتره این مقاله از سایت دیفرتو رو بخونین.
اصطکاک لغزشی (Sliding friction) چیه؟
نیروی اصطکاک بین دو جسمی که به همدیگه ساییده میشن رو اصطکاک لغزشی میگن. وجود برآمدگی‌های ریز روی سطح باعث اصطکاک لغزشی میشه. این برآمدگی‌ها زمانی که دو سطح روی هم حرکت میکنن درگیر میشن و به همین خاطر برای حفظ حرکت اجسام به نیروی کار نیازه. ما در اینجا برخلاف گرانش کار نمی‌کنیم، پس مقاومتی که درک می‌کنیم به دلیل اصطکاک لغزشیه.
علاوه بر این در حالت ایستا، نیروی اعمالی که سعی میکنه جسمی رو بلغزونه همیشه برابر با اصطکاک وارد بر اونه. وقتی که به تدریج نیروی اعمال شده بیشتر بشه، اون جسم در نقطه‌ای در جهت عامل خارجی شروع به حرکت میکنه. لغزش میتونه بین دو جسم با هر شکلی انجام بشه، اما اصطکاک غلتشی نیروی اصطکاک مرتبط با حرکت چرخشیه. ضریب اصطکاک غلتشی خیلی کمتر از ضریب اصطکاک لغزشیه. اصطکاک لغزشی معمولاً محصولات جانبی صوتی و حرارتی بیشتری تولید میکنه.
در نمونه‌هایی مثل فلزات با ضرایب اصطکاک ایستا و لغزشی مختلف و سطوح کوچک که توی اونها نیروهای جاذبه مولکولی اولویت دارن، استثنائات خاصی وجود داره. توی اینها اصطکاک لغزشی با دو عامل تعیین میشه: یکی ذات جسم و دیگری وزن اونه. هر گونه افزایش عوامل دیگه در ناحیه تماس تاثیری بر اصطکاک لغزشی نداره.
اصطکاک غلتشی (Rolling friction) چیه؟
هر وقت سطح یک جسم دورانی به سطح جسم دیگه‌ای ساییده میشه، نوعی اصطکاک غلتشی هم ایجاد میشه. انحرافی که در هنگام غلتش روی سطح ایجاد میشه منشأ این نیروه. برانگیختگی یک عامل اصلی توی اصطکاک غلتشیه: انرژی آزاد شده وقتی که سطوح پس از تغییر شکل، حالت اولیه خودشون رو به دست میارن کمتر از انرژی مورد استفاده در وهله اول برای ایجاد تغییر شکل خواهد بود.
مقایسه اصطکاک غلتشی با اصطکاک لغزشی مشخص میکنه که اصطکاک غلتشی به طور قابل ملاحظه‌ای کمتره. به‌عنوان مثال، ضریب اصطکاک لغزشی بین آسفالت خشک شده و لاستیک ۰.۶۸ هست، درحالیکه ضریب مقاومت غلتشی برای یک تایر در جاده ۰.۰۱ الی ۰.۰۳۵ هست. با این حال، این معادله کمی گمراه کنندس.
در واقع، «ضریب اصطکاک» تحت تأثیر عوامل مختلفی قرار میگیره. یک چرخ دوچرخه رو روی یک آسفالت در نظر بگیرین تو این نمونه به جای یک نقطه تماس، ما منطقه تماسی داریم. مثلا چرخ در نقطه‌ای که با فرش تماس پیدا میکنه صاف میشه و یک گودال کم عمق رو درست روی سطح تشکیل میده.
پس این یعنی نیرو در سراسر ناحیه تماس پراکنده میشه و بردارهای واکنش در نهایت فقط توی گودال ایجاد شده در مخالفت با حرکت چرخ تجمع پیدا میکنن. این مفهوم رو میشه برای یک چرخ قطار روی ریل هم به کار برد، اما فولاد کمتر از لاستیک تغییر شکل پیدا میکنه. در نتیجه، اصطکاک غلتشی چرخ قطار کمتر از چرخ دوچرخه هست.
فرق بین اصطکاک لغزشی و اصطکاک غلتشی چیه؟
تفاوت اصلی بین اصطکاک لغزشی و اصطکاک غلتشی تو اینه که اصطکاک لغزشی زمانی اتفاق میوفته که یک سطح به سطح دیگه ساییده بشه، اما اصطکاک غلتشی زمانی رخ میده که جسمی روی سطح دیگه‌ای غلت بزنه. اصطکاک لغزشی رو میشه به‌عنوان نوعی اصطکاک طبقه‌بندی کرد، اما اصطکاک غلتشی این طوری نیست.
اصطکاک لغزشی یک مفهوم سادس با کاربردهای فراوان. ما نمی‌تونیم یک سطح کاملا صاف رو توی زندگی واقعی پیدا کنیم. به خاطر وجود سرعت نسبی بین دو سطح مجاور، وقتی که یک چیزی روی هر سطحی میلغزه، نیرویی رو به عقب دریافت میکنه. اصطکاک لغزشی همیشه برعکس حرکت بوده. هر وقت بخوایم جسمی رو روی یک سطح صاف مثل کابینت بلغزانیم، با اصطکاک لغزشی مواجه میشیم.
اختراع چرخ دایره‌ای به‌عنوان یک لحظه مهم تو تاریخ بشر تلقی میشه. ساخت اولین چرخ پس از نیاز به چرخاندن یک شی به وجود اومد. اصطکاک غلتشی نیروییه که هرگاه جسمی روی سطحی بغلطه در برابر حرکت اون جسم مقاومت میکنه. در حالت ایده‌آل، وقتی که یک چیز به آرامی روی یک سطح میغلته، هیچ اصطکاک لغزشی بین سطوحی که در تماس با هم هستن، وجود نداره. اما در عمل، هم بدنه و هم سطح به دلیل خاصیت ارتجاعی خم میشن.
تفاوت‌های اساسی بین اصطکاک لغزشی و اصطکاک غلتشی
بین اصطکاک لغزشی و اصطکاک غلتشی چندتا تفاوت وجود داره که اونا رو توی ۵ مورد زیر توضیح دادیم:
- اصطکاک لغزشی به دلیل همبستگی بین اندازه برجستگی‌های ریز روی سطوح هست. اما در نتیجه تغییر شکل سطح، اصطکاک غلتشی اتفاق میفته.
- اصطکاک لغزشی یک نیروی مقاومتیه قابل قبوله که یکی از انواع اصطکاکه. اما اصطکاک غلتشی یک نیروی مقاومتی نیست بلکه تنها نوعی اصطکاکه. درک این نکته حیاتیه که اصطکاک همیشه نوعی نیروی مقاومتی نیست.
- ضریب اصطکاک لغزشی تحت تأثیر مقدار کمی گرمای موجود و ساختار سطوحه که صرفاً فقط به عوامل خارجی بستگی نداره. اما ضریب اصطکاک غلتشی تحت تأثیر شعاع آیتم غلتشه، یعنی عمقی که جسم تا اون حد پایین میاد و تحت تاثیر ساختار لایه سطحی و چندین عامل دیگس.
- اصطکاک لغزشی به‌عنوان یک جزء خارجی پیوسته در سراسر ناحیه تماس عمل میکنه تا حرکت نسبی رو متوقف کنه. اما اصطکاک غلتشی نیروییه که در تلاشه از غلتش چرخ جلوگیری کنه و گشتاور معکوس ایجاد میکنه.
- ساچمه یا بلبلرینگ برای جایگزینی اصطکاک لغزشی بین شفت و چرخ در اکثر کاربردهای مدرن استفاده میشه. اصطکاک غلتشی بطور قابل ملاحظه‌ای کمتر از اصطکاک لغزشه.
جدول تفاوت تفاوت اصطکاک لغزشی و اصطکاک غلتشی
توی جدول مقایسه‌ای زیر این ویژگی‌ها رو یکجا جمع کردیم تا درک این تفاوت‌ها برای شما راحت‌تر بشه:
| مبنای مقایسه | اصطکاک لغزشی | اصطکاک غلتشی |
| چه موقع رخ میده | اصطکاک لغزشی در نتیجه رابطه بین اندازه برجستگی‌های روی سطوح رخ میده. | اصطکاک غلتشی در نتیجه اعوجاج یا آشفتگی سطح رخ میده. |
| نوع اصطکاک | اصطکاک لغزشی نوعی اصطکاکه که میشه اون رو پذیرفت. | اصطکاک غلتشی شکلی از اصطکاکه، نه یک نیروی مقاومتی. پس مهمه که به یاد داشته باشین همه نیروهای مقاومتی اصطکاک نیستن. |
| وابستگی به ضریب اصطکاک | مقدار ناچیز گرمای حاصل و ساختار سطوح بر روی ضریب اصطکاک تأثیر میذاره که صرفاً به دلیل تأثیرات خارجی نیست. | شعاع جسم غلتان، عمقی که جسم تا اون پایین میاد، ساختار لایه سطحی و چندین عنصر دیگه همگی بر ضریب اصطکاک تأثیر میذارن. |
| نوع مقاومت | برای توقف حرکت نسبی، اصطکاک لغزشی به‌عنوان یک عامل خارجی ثابت در سراسر ناحیه تماس عمل میکنه. | اصطکاک غلتشی نیروییه که در تلاشه تا برای جلوگیری از حرکت غلتشی، گشتاور معکوس ایجاد کنه. |
| بزرگی مقاومت | اصطکاک لغزشی بین محور و چرخ با اصطکاک غلتشی برای اکثر مناطق مهم به کمک بلبرینگ جایگزین میشه. | در مقایسه با اصطکاک لغزشی، اصطکاک غلتشی به میزان قابل توجهی کمتره. |
جمع‌بندی
نیروی اصطکاک بین دو جسم لغزنده یا دو سطحی که به همدیگه ساییده میشن، به‌عنوان اصطکاک لغزشی شناخته میشه. وقتی که سطح یک جسم گرد به سطح جسم دیگه‌ای ساییده بشه، اصطکاک غلتشی هم ایجاد میشه. این اصطکاک با چرخاندن اجسام روی همدیگه کم میشه. اصطکاک لغزشی با لغزش اجسام روی هم افزایش پیدا میکنه. پس در نتیجه، اصطکاک لغزشی همیشه از اصطکاک غلتشی بیشتره. اصطکاک لغزشی برای توقف حرکت نسبی، در کل منطقه تماس به‌عنوان یک عامل نگهدارنده خارجی عمل میکنه. اصطکاک غلتشی فقط یک نیروی مقاومه، نه نوعی اصطکاک که تلاش میکنه با تولید گشتاور معکوس حرکت چرخشی رو متوقف کنه.
به نظر شما فرق اصطکاک لغزشی و اصطکاک غلتشی که در این مقاله توضیح داده شد، درست بوده؟ اگر شما اطلاعات بیشتری از تفاوت اصطکاک لغزشی با اصطکاک غلتشی می‌دونید یا فکر می‌کنید تعریف دقیقتری وجود داره، حتما در بخش نظرات، برای ما ارسال کنید تا مقاله رو اصلاح و تکمیل کنیم.
منابع:
جهات رو نگفتین