Зависит ли коэффициент трения от температуры?
Итак, на днях я подумал о тормозах в машине. При включении тормозов передняя сила преобразуется в тепло в тормозных дисках. Когда тормоза холодные (вначале), они способны поглощать много тепла и иметь большую тормозную мощность. Но когда тормоза нагреваются, их способность поглощать больше тепла должна уменьшаться, и, в свою очередь, тормозное усилие также уменьшается.
Значит ли это, что коэффициент трения уменьшается с температурой? Если да, то как это работает под микроскопом? Обычно коэффициент трения является мерой того, насколько гладкими или шероховатыми являются две поверхности, каков будет коэффициент нагрева?
Ответы
Ну короче да.
Хотя это изменение в значительной степени зависит от материала, с изменением температуры внутренний механизм, вызывающий трение (старый или современный механизм), изменяется, поэтому изменяется значение коэффициента трения.
Как правило, это значение уменьшается с повышением температуры.
Согласно современному механизму, с повышением температуры межмолекулярные силы между поверхностями уменьшаются. Это похоже на то, что при повышении температуры твердое тело плавится, а жидкость испаряется, поэтому трение уменьшается.
PS Я предполагаю, что вы знаете механизм трения, потому что способ, которым вы описали явление, замечательный. В случае, если вам нужен более подробный комментарий ниже.
Как указано в ответе, представленном ранее, в целом это тот случай, когда более высокая температура тормозов приводит к более низкому коэффициенту трения.
Эта потеря коэффициента трения известна как «затухание тормоза».
Конечно, замирание тормозов очень опасно. Предположим, автомобиль завершил круг на трассе с жесткими тормозами, и водитель снова приближается к тому же повороту с той же скоростью, что и на первом круге. Теперь тормоза больше не обладают такой же тормозной силой.
Однако не все материалы будут выцветать. Были разработаны материалы, которые сохраняют высокий коэффициент трения, когда они раскалены докрасна. Эти материалы используются в гонках.
Я помню, как видел демонстрацию этого в телевизионной программе.
Мощный автомобиль оснастили тормозными колодками и тормозными дисками из очень дорогого материала. Гонщик провел на машине несколько кругов, при этом все время тормозя максимально агрессивно. Когда тормоза были очень горячими, машина вернулась к камере, и камера налетела на одно из колес, и тормозной диск раскалился докрасна. Водитель подтвердил, что тормоза не проявляют заметного затухания тормозов.