Šteta i koristi od sile trenja: trenje klizanja, odmor i valjanje

Sila trenja pojavljuje se doslovno na svakom koraku. No znaju li ljudi zašto je to potrebno? Koja je šteta i korist od sile trenja? Pokušajmo shvatiti.

predgovor

Postoji nekoliko sila koje djeluju na zemaljske objekte koji su usko povezani i utječu na vitalnu aktivnost tijela. Prije svega, to sila gravitacije, elastičnost (unutarnji otpor tijela kao odgovor na pomicanje njihovih molekula) i reakcija podrške. No, tu je i vrlo važna fizička količina, nazvana sila trenja. Ona, za razliku od snage elastičnosti i ne ovisi o mjestu tijela. Pri proučavanju postoje i drugi zakoni: koeficijent trenja sila klizanja i potpore. Na primjer, ako trebate premjestiti težak kabinet, od prve minute postat će jasno da to nije lako. Osim toga, pri izvođenju ovog zadatka postoje određene smetnje. Što sprječava napor koji se primjenjuje na kabinet? I to je spriječeno ništa više od sile trenja, čije se načelo djelovanja proučava u školi. Tečaj fizike za 7. razred detaljno govori o toj pojavi.

Što je pod našim nogama?

Ljudi se često susreću s njom. Korist od trenja je u tome što ne bismo mogli napraviti korak bez te fizičke količine. Ona je ta koja drži naše cipele na površini na kojoj mi korakamo. Svatko od nas je hodao po vrlo klizavim površinama, na primjer, na ledu, i zna iz prve ruke da je to vrlo teško. Zašto se to događa? Prije nego što razgovaramo o šteti i koristima od trenja, utvrdit ćemo što je to.

Suština koncepta

Sila trenja je interakcija dvaju tijela, koja nastaju na mjestu njihovog kontakta i sprečavaju njihovo kretanje u odnosu jedan na drugi. Postoji nekoliko vrsta trenja - odmor, klizanje i valjanje.

uzroci

Prvi razlog je nepromijenjena hrapavost površine. Ovaj pokazatelj utječe na vrstu sile trenja koja će se pojaviti. Ako govorimo o glatkim površinama, primjerice o krovu od metala ili ledu, njihova hrapavost je gotovo nevidljiva, ali to ne znači da ona ne postoji - ona je prisutna na mikroskopskoj razini. U tom slučaju će djelovati sila trenja klizanja. Ali ako govorimo o kabinetu, koji stoji na tepihu, ovdje će grubost dva objekta značajno ometati međusobno kretanje. Drugi razlog je elektromagnetska molekularna odbojnost koja se javlja na mjestu kontakta objekata.

Trenje u mirovanju

Što se događa kada pokušamo premjestiti ormar, ali ga ne možemo premjestiti centimetar. Što drži stavku na jednom mjestu? To je sila trenja mira. Činjenica je da se primijenjeni napori kompenziraju silom suhog trenja između ormara i poda.

Šteta i koristi od sile trenja

Upravo frikcijska sila mira ne dopušta vezanje čipke na našim cipelama, čavao koji smo upravo odvezli u zid drži ormar na mjestu. Bez nje, bilo bi nemoguće pomicati se po površini Zemlje bilo ljudima, životinjama ili automobilima. Prisutno je i trenje štete. To se događa na prilično globalnoj razini, na primjer, sila statičkog trenja može dovesti do deformacije trupa brodova.

Znanstvena pozadina

Za pomicanje ormarića potrebno je primijeniti silu koja prelazi trenje. To jest, sve dok je primijenjena sila manja od sile trenja, namještaj će ostati na mjestu. Osim ovih faktora, postoji i reakcijska sila nosača, koja je usmjerena okomito na ravninu. To ovisi o materijalu iz kojeg se izrađuje pod (također je uključena sila elastičnosti). Tu je i koeficijent trenja, ovisno o tome što su dvije površine, u međusobnoj interakciji. Stoga je sila trenja koja djeluje na ormarić jednaka koeficijentu trenja, koji se množi s reakcijskom silom nosača (površine).

Klizno trenje

Dakle, da bismo prevladali trenje, zamolili smo nekoga da nam pomogne da sklonimo ormar. Što smo otkrili? Nakon što smo primijenili silu koja je nadmašila trenje sile mira, ormar se ne samo pomaknuo, već je neko vrijeme nastavio kretati se u potrebnom smjeru, naravno, uz našu pomoć. I trud koji smo proveli bio je otprilike isti tijekom cijelog putovanja. U ovom slučaju, ometena je sila kliznog trenja, usmjerena u smjeru suprotnom od primijenjenog djelovanja. Važno je napomenuti da je njegova otpornost mnogo niža od otpora statičke sile trenja. Da bi se smanjila ta brojka, po potrebi primijenite drugačije maziva.

Sila trenja kotrljanja

Ako se sjetimo da jednog dana moramo premjestiti kabinet natrag, odlučit ćemo ga opremiti kotačima. U tom slučaju, rezultirajuća interakcija će se zvati kotrljajućim trenjem, jer objekt neće kliziti, već će se kotrljati po površini. Kotači koji se kotrljaju bit će malo pritisnuti u tepih, tvoreći čekić koji ćemo morati prevladati. To uzrokuje silu trenja kotrljanja. Naravno, ako se kabinet ne kotrlja na tepih, nego, na primjer, na parket, tada će ga biti još lakše premjestiti, jer je površina parketa teža od površine tepiha. Iz istog razloga biciklisti voze autocestom puno lakše nego na plaži s finim pijeskom.

Dvosmisleno pitanje

Koja je šteta i korist od trenja bilo koje vrste? Naravno, ti su primjeri pomalo pretjerani - u životu je sve malo kompliciranije. Međutim, unatoč činjenici da sila trenja ima očite nedostatke koji stvaraju brojne teškoće u životu, jasno je da bi bez nje bilo mnogo više problema. Stoga ova vrijednost ima svoje prednosti i nedostatke.

Negativni primjeri

Među primjerima štete ove sile, jedno od prvih mjesta je problem pomicanja teških tereta, brzo nošenje najomiljenijih stvari, kao i nemogućnost stvaranja stroja za trajno kretanje, jer zbog trenja, bilo koje kretanje prestaje prije ili kasnije i zahtijeva vanjsku intervenciju.

Pozitivne točke

Među primjerima korisnosti ove sile je što možemo sigurno hodati po tlu, bez klizanja na svakom koraku, naša odjeća čvrsto sjedi i ne postaje odmah neupotrebljiva, budući da se niti tkanine drže trenja. Osim toga, ljudi koriste princip djelovanja ove sile, prskajući skliske ceste, zbog čega je moguće izbjeći mnoge nesreće i ozljede.

nalazi

Čovječanstvo je naučilo komunicirati s tom fizičkom količinom, povećavajući je i smanjujući je ovisno o ciljevima. Naš neposredni zadatak je pokušati ga što učinkovitije iskoristiti.