Lehekülje Hõõre lähteteksti vaatamine

'''Hõõre''' ehk '''hõõrdumine''' on [[füüsikaline nähtus |füüsikalise nähtusena]] [[keha]]de kokkupuutuvate pindade vaheline [[vastastikmõju]] ([[liugehõõrdejõud |liugehõõrdumisel]] tingitud peamiselt [[pinnakaredus]]est), mis takistab nende kehade omavahelist [[Libisemine|libisemist]].<ref name="HJ">{{Netiviide |pealkiri=Hõõrdejõud |url=http://afyysika.onepagefree.com/files/H%C3%B5%C3%B5rdej%C3%B5ud.pdf |vaadatud=2020-06-08 |arhiivimisaeg=2020-06-08 |arhiivimisurl=https://web.archive.org/web/20200608070634/http://afyysika.onepagefree.com/files/H%C3%B5%C3%B5rdej%C3%B5ud.pdf |url-olek=ei tööta }}</ref> Hõõrdumisega kaasneb [[energia]] hajumine (enamasti soojusena).<ref name="EE3">[[Eesti entsüklopeedia|ENE]] 3. köide, 1988</ref> 

[[Jõud]]u, mis avaldab takistust ühe keha liikumisele mööda teise keha pinda või ühe keha liikuma hakkamist teise keha suhtes, nimetatakse hõõrdejõuks.<ref name="FL">[https://xn--fsikaleksikon-woba.ee/artikkel/joudude-liigid/hoordejoud/ Füüsikaleksikon]</ref> Hõõrdejõud mõjub piki kokkupuutepinda vastassuunaliselt aktiivjõule, mis põhjustab kehade vastastikust liikumist.

Tahkete kehade kokkupuutuvate välispindade vahel esineva hõõrde – välishõõrdumise – kõrval tuntakse ka [[sisehõõrdumine |sisehõõrdumist]], mis avaldub [[vedelik]]e ja [[gaas]]ide võimes takistada oma osade vahelist makroskoopilist liikumist.<ref name="EE">[[Eesti entsüklopeedia|ENE]] 8. köide, 1995</ref> Vedelikukihtide omavahelist liikumist takistav hõõre avaldub [[viskoossus]]ena. Allpool mõeldakse hõõrde all ainult välishõõret.

Hõõret käsitleb teadusharu [[triboloogia]].

== Liugehõõre ==
[[Fail:Liuge hoore.svg|alt=|pisi|360x360px|<math>F</math> – aktiivne (liigutav) jõud; <math>G </math> – raskusjõud; <math>F_f </math> – liugehõõrdejõud; <math>N </math> – normaalreaktsioon]]

Üldiselt tutvustatakse välishõõrde nimetuse all just liugehõõret. Liugehõõrdel eristatakse kuivhõõret (ingl ''dry friction'') ja märghõõret (''lubricated friction''). Lisaks eristatakse veel paigalseisu- ehk staatilist hõõret ja kinemaatilist hõõret.<ref>{{Netiviide|Autor=[[Andrus Salupere]]|URL=https://www.ioc.ee/~salupere/lk/Staatika_2006.pdf|Pealkiri=Staatika|Väljaanne=|Aeg=2006|Kasutatud=2018|arhiivimisaeg=2018-11-26|arhiivimisurl=https://web.archive.org/web/20181126135013/https://www.ioc.ee/~salupere/lk/Staatika_2006.pdf|url-olek=ei tööta}}</ref> Kuna laialdaseimalt kasutatavad liugehõõret kirjeldavad seadused pärinevad [[Charles Augustin de Coulomb|Charles de Coulomb]]ilt, nimetatakse antud seadustega kirjeldatud liugehõõret ka '''Coulombi hõõrdeks'''.

Liugehõõrdejõud on jõud, mis takistab üksteisega kontaktis olevate tahkete kehade liuguvat ([[Libisemine|libisevat]]) liikumist üksteise suhtes. 

=== Liugehõõrde olemus ja Amontonsi-Coulombi seadused ===
Liugehõõrdejõud ise ei kuulu fundamentaalsete jõudude hulka. Liugehõõre tuleneb hõõrdepindade vahelisest [[adhesioon]]i, pindade kareduse, vastastikuse [[deformatsioon]]i ja pindade ebapuhtuse koosmõjust. Praktikas on hõõrde kirjeldamine neist nähtustest lähtuvalt liiga keerukas ja enamasti piirdutakse vaid [[Empiiriline valem (teadusteooria)|empiiriliste seoste]] esitamisega. Ühtede esimeste empiiriliste liugehõõrde seadustega tuli välja Prantsuse füüsik [[Guillauime Amontons]]ilt [[1699]]. aastal. Nende seaduste tänapäeval kasutatava formulatsiooni sõnastas aga [[Charles Augustin de Coulomb|Charles de Coulomb]] [[1781]]. aastal, mistõttu neid nimetatakse Amontonsi-Coulombi seadusteks:

# Liugehõõrdejõu maksimaalne väärtus ei sõltu kokkupuutuvate pindade suurusest, vaid ainult nende pindade iseloomust (sile, kare) ja materjalidest.
# Liugehõõrdejõu maksimaalne väärtus on võrdeline [[normaalreaktsioon]]iga.

Viimase seaduse võib matemaatiliselt kirja panna järgmiselt
:<math>F_f \leq \max F_f \propto N ,</math>

kus ''F<sub>f</sub>'' on liugehõõrdejõud ja ''N'' on normaalreaktsiooni suurus. Kasutades võrdetegurit saab võrdelisusest võrdus kujul
:<math>F_f \leq \max F_f = \mu N.</math>

Võrdetegurit ''μ'' ([[Kreeka tähed|kreeka täht]] [[müü]]) nimetatakse seejuures '''hõõrdeteguriks''' (mõnikord ka '''liugehõõrdeteguriks'''). Hilisemad uurimused on näidanud, et Amontonsi-Coulombi seadused on kehtivad ainult ligikaudu, sest hõõrdetegur ''μ'' sõltub mõningal määral siiski ka kokkupuutuvate pindade suurusest.<ref>{{Raamatuviide|autor=[[Ülo Lepik]], [[Lembit Roots]]|pealkiri=Teoreetiline mehaanika|aasta=1971|koht=Tallinn|kirjastus=Valgus|lehekülg=80}}</ref>[[Fail:Hoore.svg|alt=|pisi|399x399px|Kui kehale mõjub jõud, aga ta seisab paigal, siis on tegemist staatilise hõõrdega. Jõudu suurendades suureneb ka staatiline hõõrdejõud. Hetkel, kui keha liikuma hakkab, mõjub kehale kinemaatiline hõõrdejõud, mis on staatilise hõõrdejõu maksimaalväärtusest väiksem]]

=== Seisuhõõrdejõud ehk staatiline hõõrdejõud ===
Seisuhõõrdejõud on jõud, mis takistab kokkupuutes olevate tahkete kehade liikuma hakkamist teineteise suhtes. Seisuhõõrdejõud nagu liugehõõrdejõud üldiselt on mõjuva jõuga vastassuunaline. Seisuhõõrdejõud saavutab maksimaalse suuruse vahetult enne keha liikuma hakkamist. Coulombi seadustest lähtuvalt saab maksimaalset seisuhõõrdejõudu <math>F_{f_s}</math> kirja panna järgmiselt
:<math>F_{f_s} \leq \max F_{f_s} = \mu_s N</math>,

kus ''μ<sub>s</sub>'' on '''seisuhõõrdetegur'''.

=== Kinemaatiline hõõrdejõud ===
Kinemaatiline hõõrdejõud on jõud, mis mõjub kokkupuutes olevate üksteise suhtes liikuvate kehade vahel. Kinemaatiline hõõrdejõud takistab kehade liikumist üksteise suhtes. Näiteks avaldub kinemaatiline hõõre juhul, kui kinnitada klotsi külge [[Dünamomeeter|dünamomeetri]] ja veame klotsi selle abil ühtlaselt horisontaalsel laual. Klotsi paneb liikuma dünamomeetri vedru [[elastsusjõud]]. Kui liikumine on ühtlane, siis peab kõigi kehale mõjuvate jõudude summa võrduma nulliga. Järelikult mõjub klotsile ühtlase liikumise ajal peale elastsusjõu veel sellega võrdvastupidine jõud.

Coulombi seadustest lähtuvalt on kinemaatilist hõõrdejõudu <math>F_{f_k}</math>võimalik kirja panna järgmiselt:

:<math>F_{f_k} = \mu_k N</math>,

kus ''μ<sub>k</sub>'' on '''kinemaatiline hõõrdetegur'''. Kinemaatiline hõõrdetegur võib olla kuni 25% väiksem kui staatiline hõõrdetegur ja tema väärtus sõltub ka keha kiirusest.

=== Kuiv- ja märghõõre ===
Märghõõre on hõõre, mille puhul on kontaktis olevate kehade vahel vedelik. Kuivhõõrde korral on kehad vahetult kontaktis. Märghõõrdel on hõõrdetegurid üldiselt väiksemad kui samade materjalide kuivhõõrde puhul. Kuivhõõre võib mehaanilistes süsteemides esile kutsuda erinevat tüüpi ebastabiilsusi mida hõõrde puudumisel antud süsteemides ei esineks.<ref>{{Raamatuviide|autor=Bigoni, D|pealkiri=Nonlinear Solid Mechanics: Bifurcation Theory and Material Instability|aasta=2012|koht=|kirjastus=Cambridge University Press|lehekülg=|isbn=9781107025417}}</ref>

=== Hõõrdetegurite väärtusi ===
{| class="wikitable" border="1"
|+Eri materjalide vaheliste liugehõõrde staatiliste ja kinemaatiliste hõõrdetegurite väärtused kuiv- ja märghõõrde korral
! colspan="2" rowspan="2" |Materjalid
! colspan="2" |Staatiline hõõrdetegur <math>\mu_\mathrm{s}\,</math>
! colspan="2" |Kinemaatiline hõõrdetegur <math>\mu_\mathrm{k}\,</math>
|-
|-
!Kuivhõõre
!Märghõõre
!Kuivhõõre
!Märghõõre
|
|-
!Alumiinium
!Teras
|0,61
|
|0,47<ref name="roymech">{{cite web|url=http://www.roymech.co.uk/Useful_Tables/Tribology/co_of_frict.htm#method|title=Friction Factors - Coefficients of Friction|accessdate=27.04.2015}}</ref>
|
|-
!Alumiinium
!Alumiinium
|
|
|1,5<ref name="web1">http://mechanicalemax.blogspot.com/2016/03/tribology-introduction.html</ref>
|
|-
!Kuld
!Kuld
|
|
|2,5<ref name="web1" />
|
|-
!Plaatina
!Plaatina
|
|
|3,0<ref name="web1" />
|
|-
!Hõbe
!Hõbe
|
|
|1,5<ref name="web1" />
|
|-
!Messing
!Teras
|0,35–0,51<ref name="roymech" />
|0,19<ref name="roymech" />
|0,44<ref name="roymech" />
|
|-
!Malm
!Vask
|1,05
|
|0,29<ref name="roymech" />
|
|-
!Malm
!Tsink
|0,85<ref name="roymech" />
|
|0,21<ref name="roymech" />
|
|-
!Betoon
!Kummi
|1,0
|0,30
|0,6–0,85<ref name="roymech" />
|0,45–0,75<ref name="roymech" />
|-
!Betoon
!Puit
|0,62<ref name="engHandbook">[https://web.archive.org/web/20090308124246/http://www.engineershandbook.com/Tables/frictioncoefficients.htm Coefficient of Friction] EngineersHandbook.com</ref>
|
|
|
|-
!Vask
!Klaas
|0,68
|
|
|
|-
!Vask
!Teras
|0,53
|
|0,36<ref name="roymech" />
|
|-
!Klaas
!Klaas
|0,9–1,0<ref name="roymech" />
|
|0,4<ref name="roymech" />
|
|-
!Inimese liigesevõie
!Kõhr
|
|0,01<ref name="synovial">{{cite web|url=http://hypertextbook.com/facts/2007/ConnieQiu.shtml|title=Coefficients of Friction of Human Joints|accessdate=27.04.2015}}</ref>
|
|0,003<ref name="synovial" />
|-
!Jää
!Jää
|0,02–0,09<ref name="eng">{{cite web|url=http://www.engineeringtoolbox.com/friction-coefficients-d_778.html|title=The Engineering Toolbox: Friction and Coefficients of Friction|accessdate=23.11.2008}}</ref>
|
|
|
|-
![[Polüeteen]]
!Teras
|0,2<ref name="roymech" /><ref name="eng" />
|0,2<ref name="roymech" /><ref name="eng" />
|
|
|-
![[PTFE]] (Teflon)
!PTFE (Teflon)
|0,04<ref name="roymech" /><ref name="eng" />
|0,04<ref name="roymech" /><ref name="eng" />
|
|0,04<ref name="roymech" />
|-
!Teras
!Jää
|0,03<ref name="eng" />
|
|
|
|-
!Teras
!PTFE (Teflon)
|0,04<ref name="roymech" />–0,2<ref name="eng" />
|0,04<ref name="roymech" />
|
|0,04<ref name="roymech" />
|-
!Teras
!Teras
|0,74<ref name="roymech" />–0,80<ref name="eng" />
|0,16<ref name="eng" />
|0,42–0,62<ref name="roymech" />
|
|-
!Puit
!Metall
|0,2–0,6<ref name="roymech" /><ref name="engHandbook" />
|0,2<ref name="roymech" /><ref name="engHandbook" />
|
|
|-
!Puit
!Puit
|0,25–0,5<ref name="roymech" /><ref name="engHandbook" />
|0,2<ref name="roymech" /><ref name="engHandbook" />
|
|}

== Pindhõõre ==
Pindhõõre tekib tahke keha liikumisel vedelikus antud tahke keha pinna ja vedeliku koosmõjul ja on otseselt seotud vedelikuga kokkupuutuva keha pinna suurusega. Pindhõõrde suurust kirjeldab kaasahaarde võrrand (''drag equation'') ja pindhõõre suureneb võrdeliselt kiiruse ruuduga.

Pindhõõret tekitab kehaga kontaktis oleva vedeliku kihtide vahelist liikumist takistav hõõre ehk [[viskoossus]]. Pindhõõrde vähendamiseks on erinevaid meetodeid. Peamiselt proovitakse vedelikus liikuva keha kuju teha selline, et vedelik voolaks võimalikult [[Laminaarne voolamine|laminaarselt]].

== Veerehõõre ehk veeretakistus ==
{{Peamine artikkel|Veeretakistus}}

Veeretakistus on [[jõud]], mis takistab keha [[Veeremine|veeremist]] pinnal. Veeretakistus tekib näiteks ratta või palli veeremisel mööda maapinda. Veeretakistus on peamiselt põhjustatud veereva keha ja aluspinna deformeerumisest. Seega on selle nähtuse kontekstis eksitav kasutada mõistet "veerehõõre". Veeretakistus on tavaliselt liugehõõrdest oluliselt väiksem. Liugehõõre ise on veeremise oluliseks eelduseks, et keha veeremise asemel ei libiseks. Väikest veeretakistust liugehõõrdega võrreldes kasutatakse [[Veerelaager|veerelaagrites]], mis võimaldavad väga [[Efektiivsus|efektiivset]] pöördliikumist.

Igal reaalsel veereval kehal esineb tema veereval liikumisel ka teataval määral libisemist aluspinna suhtes ja seega hõõret. Seega veereva keha pinnaga kontaktis oleva punkti kiirus pinna suhtes ei ole enamasti võrdne nulliga.

==Vaata ka==
* [[Triboloogia]]
* [[Van der Waalsi jõud]]
* [[Adhesioon]]
* [[Sisehõõrdetegur]] (dünaamiline viskoossus)

== Viited ==
{{Viited}}

[[Kategooria:Füüsika]]
[[Kategooria:Mehaanika]]
[[Kategooria:Triboloogia]]