9. Kitka Flashcards
Mikä on kitka? Mitkä asiat vaikuttavat sen suuruuteen?
Kitka on pinnan suuntainen kosketusvoima, joka estää tai vastustaa hankaavien pintojen liikkumista toistensa suhteen.
Kitka on sitä suurempi, mitä suurempi tukivoima kappaleen pintaan kohdistuu. Myös hankaavien pintojen ominaisuudet vaikuttavat kitkan suuruuteen. Mitä karheampi pinta kappaleella on, sitä suurempi kitka siihen yleensä vaikuttaa. Kitkan suuruteen vaikuttavat lisäksi hankaavien pintojen kemiallinen koostumus, staattinen sähkö sekä pintojen välissä olevan nesteen ominaisuudet.
Mitkä ovat kitkan kaksi eri muotoa ja missä tilanteissa ne vaikuttavat?
Paikallaan olevaan kappaleeseen kohdistuva kitka on lepokitka. Lepokitka estää kappaleen liikkeellelähdön. Se saavuttaa suurimman arvonsa juuri ennen kuin kappale nytkähtää liikkeelle –> kun kappale on paikallaan, lepokitka on yhtä suuri kuin vetävä voima.
Liukuvan kappaleen liikettä vastustava voima on liukukitka, joka vastustaa pintojen liukumista toistensa suhteen.
Lepokitkan suurin arvo on liukukitkaa suurempi, joten kappaleen liikkeelle saaminen vaatii enemmän voimaa kuin kappaleen pitäminen tasaisessa liikkeessä.
Miten voidaan laskea kappaleeseen vaikuttava liukukitka sekä lepokitkan suurin mahdollinen arvo?
Kitka on suoraan verrannollinen kappaleen pintaan kohdistuvaan tukivoimaan. Liukukitkan suuruus saadaan laskettua kaavalla:
F=N(my), jossa N on kappaleen pintaan kohdistuva tukivoima ja (my) on hankaavan alustan ja kappaleen välinen liukukitkakerroin.
Lepokitkan suurin mahdollinen arvo saadaan ratkaistua kaavalla:
F=N(my0), jossa N on kappaleen pintaan kohdistuva tukivoima ja (my0) on hankaavan alustan ja kappaleen välinen lepokitkakerroin.
Yhtälöistä nähdään, että kitka on suoraan verrannollinen kappaleen pintaan kohdistuvaan tukivoimaan.
Mitä haittaa kitkasta voi olla?
Kitkasta voi olla myös haittaa. Esimerkiksi koneiden liikkuvien osien välinen kitka kuluttaa toisiaan hankaavia pintoja ja aiheuttaa niiden lämpenemistä. Tämä heikentää koneen hyötysuhdetta. Koneen osien lämpeneminen voi myös ilmetä lämpölaajenemisena, joka voi rikkoa koneen osia ja lyhentää sen käyttöikää.
Miten kitkaa voidaan pienentää?
Kitkaa voidaan pienentää esimerkiksi tasoittamalla pintoja. Myös voiteluaineet pienentävät kitkaa ja vähentävät pintojen kulumista, jolloin energiaa säästyy ja laitteen suoritustehokkuus paranee. Kitkaa voidaan pienentää myös muuttamalla liukuminen vierimiseksi laakerien avulla.
