اصطکاک در مقابل برش
اصطکاک و تنش برشی دو پدیده دخیل در زمینه مکانیک ماده هستند. برای درک درستی از رشته هایی مانند مهندسی برق، مهندسی خودرو، مهندسی مکانیک و هر زمینه مرتبط دیگر، داشتن درک خوبی از هر دو اصطکاک و تنش برشی بسیار مهم است. اصطکاک و تنش برشی هر دو نقش مهمی در زندگی روزمره ما دارند. اگر این نیروها نبودند، ما نمی توانستیم بیشتر کارهای روزانه را انجام دهیم. در این مقاله قصد داریم به چیستی اصطکاک و تنش برشی، تعاریف صحیح و رایج اصطکاک و تنش برشی، کاربردها و روش های محاسبه، شباهت ها و در نهایت تفاوت های آن ها بپردازیم.
اصطکاک
اصطکاک احتمالاً رایج ترین نیروی مقاومتی است که ما هر روز تجربه می کنیم. اصطکاک در اثر تماس دو سطح ناهموار ایجاد می شود. اصطکاک دارای پنج حالت است. اصطکاک خشک که بین دو جسم جامد رخ می دهد، اصطکاک سیال که به ویسکوزیته نیز معروف است، اصطکاک روانکاری شده که در آن دو جامد توسط یک لایه مایع از هم جدا می شوند، اصطکاک پوستی که با یک جامد متحرک در مایع مخالف است و اصطکاک داخلی که باعث ایجاد اصطکاک در اجزای داخلی جامد می شود. با این حال، اصطلاح "اصطکاک" بیشتر به جای اصطکاک خشک استفاده می شود. این ناشی از حفره های میکروسکوپی ناهموار روی هر یک از سطوح است که به یکدیگر متصل شده و از حرکت خودداری می کنند. اصطکاک خشک بین دو سطح به ضریب اصطکاک و نیروی واکنشی نرمال به صفحه ای که روی جسم وارد می شود بستگی دارد. حداکثر اصطکاک استاتیک بین دو سطح فقط کمی بیشتر از اصطکاک دینامیکی است. لازم به ذکر است که اگرچه اصطکاک به نیروی راکتیو معمولی بستگی دارد، اما همیشه بر سطح مماس است و در نتیجه بر نیروی راکتیو نرمال است.
تنش برشی
تنش برشی یک نیروی تغییر شکل است. هنگامی که نیرویی مماس بر یک سطح جامد اعمال می شود، جامد تمایل به "پیچش" دارد. برای اینکه این اتفاق بیفتد، جامد باید ثابت شود، به طوری که نتواند در جهت نیرو حرکت کند. واحد تنش برشی نیوتن بر متر مربع یا معمولاً به عنوان پاسکال شناخته می شود. می دانیم که پاسکال نیز واحد فشار است. اما تعریف فشار نیروی نرمال به سطح تقسیم بر مساحت است، در حالی که تعریف تنش برشی نیروی موازی با سطح در واحد سطح است. گشتاور بر روی یک جسم ثابت نیز می تواند تنش برشی ایجاد کند. طبق تعریف، نه تنها جامدات، بلکه سیالات نیز می توانند تنش برشی داشته باشند. اجسام دارای خاصیتی به نام مدول برشی هستند که به ما می گوید برای یک تنش برشی معین، جسم چقدر می پیچد. این بستگی به شکل، اندازه، مواد و دمای جسم دارد. تنش برشی سازه ها و مهندسی خودرو نقش اصلی را در طراحی و اجرای طرح ایفا می کند.
تفاوت بین اصطکاک و برش چیست؟
• اصطکاک می تواند دلیل تنش برشی باشد.
• اصطکاک با نیوتن اندازه گیری می شود، در حالی که تنش برشی با پاسکال اندازه گیری می شود.
• اصطکاک یک نیرو است، در حالی که تنش برشی یک نیرو در واحد سطح است.
• اصطکاک به هر دو سطح تماس بستگی دارد، در حالی که تنش برشی فقط به نیروی موازی سطح در واحد سطح بستگی دارد.
