Przedmowa

Niejednoznaczne pytanie

Negatywne przykłady

Pozytywne punkty

wnioski

Co mamy pod stopami?

Istota koncepcji

Powoduje

Tarcie statyczne

Podstawa naukowa

Tarcie ślizgowe

Siła tarcia tocznego

Szkody i korzyści wynikające z tarcia

To nie idzie - to po prostu idzie,

Bo jest lodowato

Ale spada świetnie!

Dlaczego nikt nie jest szczęśliwy?

Siła tarcia występuje dosłownie na każdym kroku. Ale czy ludzie wiedzą, dlaczego jest to potrzebne? Jakie są szkody i korzyści wynikające z tarcia? Spróbujmy to rozgryźć.

Przedmowa

Na obiekty ziemskie działa kilka sił, które są ze sobą ściśle powiązane i wpływają na funkcje życiowe ciał. Przede wszystkim jest to siła ciężkości, sprężystość (opór wewnętrzny ciał w odpowiedzi na przemieszczenie ich cząsteczek) i reakcja podporowa. Ale istnieje również bardzo ważna wielkość fizyczna zwana siłą tarcia. W przeciwieństwie do grawitacji i elastyczności, nie zależy ona od położenia ciał. Podczas jego badania obowiązują inne prawa: współczynnik tarcia ślizgowego i siła reakcji podpory. Na przykład, jeśli musisz przenieść ciężką szafkę, od pierwszej minuty stanie się jasne, że nie jest to łatwe. Ponadto podczas wykonywania tego zadania występują pewne zakłócenia. Co utrudnia wysiłki włożone w gabinet? A tym, co temu zapobiega, jest nic innego jak siła tarcia, której zasady uczy się w szkole. Zajęcia z fizyki w klasie 7 szczegółowo omawiają to zjawisko.

Co mamy pod stopami?

Ludzie spotykają się z tym bardzo często. Zaletą tarcia jest to, że bez tej wielkości fizycznej nie bylibyśmy w stanie zrobić kroku. To ona utrzymuje nasze buty na powierzchni, po której stąpamy. Każdy z nas chodził po bardzo śliskich nawierzchniach, np. lodzie, i wie z pierwszej ręki, że jest to bardzo trudne. Dlaczego to się dzieje? Zanim porozmawiamy o szkodach i korzyściach wynikających z tarcia, zdefiniujmy, co to jest.

Istota koncepcji

Siła tarcia to oddziaływanie dwóch ciał, które zachodzi w miejscu ich styku i uniemożliwia ich ruch względem siebie. Istnieje kilka rodzajów tarcia - spoczynkowe, ślizgowe i toczne.

Powoduje

Pierwszym powodem jest ciągła chropowatość powierzchni. To ten wskaźnik wpływa na rodzaj siły tarcia. Jeśli mówimy o gładkich powierzchniach, np. pokrytym metalem dachu czy obszarach oblodzonych, to ich chropowatość jest prawie niewidoczna, co nie znaczy, że jej nie ma – jest ona obecna na poziomie mikroskopijnym. W takim przypadku będzie działać siła tarcia ślizgowego. Ale jeśli mówimy o szafce stojącej na dywanie, wówczas szorstkość obu obiektów znacznie utrudni wzajemny ruch. Drugim powodem jest elektromagnetyczne odpychanie molekularne, które występuje w miejscu styku obiektów.

Tarcie statyczne

Co się dzieje, gdy próbujemy przesunąć szafkę, ale nie możemy jej ruszyć nawet o centymetr? Co utrzymuje przedmiot w jednym miejscu? Jest to siła tarcia statycznego. Faktem jest, że włożone wysiłki są kompensowane przez siłę tarcia suchego występującą między szafką a podłogą.

Szkody i korzyści siły tarcia statycznego

To właśnie siła tarcia statycznego sprawia, że ​​sznurowadła w naszych butach nie rozwiązują się samoczynnie, nie wypadają gwóźdź wbity w ścianę i utrzymują szafkę w miejscu. Bez niej nie byłoby możliwe poruszanie się po powierzchni Ziemi ani ludzi, ani zwierząt, ani samochodów. Występują również uszkodzenia spowodowane tarciem. Dzieje się tak na skalę dość globalną; np. siła tarcia statycznego może prowadzić do deformacji poszycia statków.

Podstawa naukowa

Aby przesunąć szafkę, należy przyłożyć do niej siłę przekraczającą tarcie. Oznacza to, że dopóki przyłożone siły są mniejsze niż siła tarcia, meble pozostaną na swoim miejscu. Oprócz tych czynników istnieje również siła reakcji podpory, która jest skierowana prostopadle do płaszczyzny. Zależy to od materiału, z jakiego wykonana jest podłoga (tutaj liczy się także elastyczność). Istnieje również współczynnik tarcia zależny od tego, z czego zbudowane są dwie powierzchnie oddziałujące ze sobą. Dlatego siła tarcia działająca na obudowę jest równa współczynnikowi tarcia, który jest mnożony przez siłę reakcji podpory (powierzchni).

Tarcie ślizgowe

Aby więc przezwyciężyć tarcie, poprosiliśmy kogoś o pomoc w przeniesieniu szafki. Co znaleźliśmy? Że po przyłożeniu siły przekraczającej siłę tarcia statycznego szafka nie tylko się poruszyła, ale jeszcze przez jakiś czas, oczywiście, z naszą pomocą, poruszała się w wymaganym kierunku. A wysiłek był w przybliżeniu taki sam przez całą podróż. W tym przypadku przeszkadzała nam siła tarcia ślizgowego, skierowana w stronę przeciwną do przyłożonej siły. Warto zauważyć, że jego opór jest znacznie niższy niż siła tarcia statycznego. Aby zmniejszyć ten wskaźnik, w razie potrzeby stosuje się różne smary.

Siła tarcia tocznego

Jeśli będziemy pamiętać, że kiedyś będziemy musieli przesunąć szafkę, zdecydujemy się wyposażyć ją w kółka. W takim przypadku powstała interakcja będzie nazywana tarciem tocznym, ponieważ obiekt nie będzie się już ślizgał, ale toczył się po powierzchni. Toczące się koła będą lekko wciskać się w dywan, tworząc nierówności, które będziemy musieli pokonać. Określa to siłę tarcia tocznego. Oczywiście jeśli zwiniemy szafkę nie po dywanie, a np. po parkiecie to będzie jeszcze łatwiej ją przesunąć, z uwagi na to, że powierzchnia parkietu jest twardsza od powierzchni dywanu . Z tego samego powodu rowerzystom znacznie łatwiej jest jechać autostradą niż po drobnej, piaszczystej plaży.

Niejednoznaczne pytanie

Jakie są szkody i korzyści wynikające z dowolnego rodzaju siły tarcia? Oczywiście podane przykłady są nieco przesadzone - w życiu wszystko jest trochę bardziej skomplikowane. Jednak pomimo tego, że siła tarcia ma oczywiste wady, które stwarzają szereg trudności w życiu, jasne jest, że bez niej problemów byłoby znacznie więcej. Dlatego ta wartość ma swoje wady i zalety.

Negatywne przykłady

Wśród przykładów szkodliwości tej siły na pierwszym miejscu znajduje się problem przenoszenia ciężkich ładunków, szybkie zużywanie się ulubionych rzeczy, a także niemożność stworzenia maszyny perpetuum mobile, ponieważ z powodu tarcia każdy ruch wcześniej lub później później zatrzymuje się, wymagając interwencji osób trzecich.

Pozytywne punkty

Przykładami przydatności tej siły jest to, że możemy wygodnie chodzić po ziemi, nie ślizgając się przy każdym kroku, nasze ubrania dobrze przylegają i nie stają się od razu bezużyteczne, ponieważ nitki materiału spajane są przez tarcie. Ponadto ludzie wykorzystują zasadę tej siły do ​​posypywania śliskich dróg, dzięki czemu unika się wielu wypadków i obrażeń.

wnioski

Ludzkość nauczyła się wchodzić w interakcję z daną wielkością fizyczną, zwiększając ją i zmniejszając w zależności od postawionych sobie celów. Naszym bezpośrednim zadaniem jest postarać się wykorzystać go jak najefektywniej.

To nie idzie - to po prostu idzie,

Bo jest lodowato

Ale spada świetnie!

Dlaczego nikt nie jest szczęśliwy?

Taka naiwna rymowanka na pierwszy rzut oka - ale ile zawiera, jeśli spojrzeć na nią z fizycznego punktu widzenia! Przecież to właśnie w nim zawarty jest system sprzecznych postaw wobec osławionej siły tarcia. Ta nieustanna walka, w której rywalizują ze sobą dwie koncepcje – szkoda i korzyść wynikająca z tarcia, nigdy nie będzie miała zwycięzcy. Przecież to, co dla jednego jest wygodne i korzystne, dla innego często jest zupełnie odwrotne – złe, jak w tym wierszu.

Czy pamiętasz historię Nikołaja Nosowa o zjeżdżalni lodowej, którą chłopaki zbudowali na podwórku? A kiedy wszyscy wyszli na lunch, wyszedł ten, który nie brał udziału w budowie. Próbował się na nią wspiąć, ale tylko się zranił, ale nie mógł się wspiąć. A dzieciak zgadł, że posypuje piasek lodem - bardzo wygodnie było wspiąć się na samą górę, nawet na lodzie! Tak więc, używając piasku, aby zwiększyć siłę tarcia między śliski lód i podeszwy chłopiec zdał sobie sprawę, że zalety tarcia pozwalają pokonywać przeszkody.

Ale po obiedzie dzieci wyszły z kostkami lodu, żeby pobawić się na zjeżdżalni. Ale tak nie jest: sanki nie jeżdżą po piasku! Dla nich sytuacja odwróciła się w drugą stronę, pokazując szkodliwość tarcia.

Podobne przypadki widzimy zimą, kiedy chłopcy toczą lodowe ścieżki i biegają po nich, pokonując dystans w ciągu kilku minut! A za nimi starsi ludzie kuśtykają, ślizgają się na zaśnieżonych zboczach i upadają, łamiąc ręce i nogi. Oto znowu wyraźne przykłady, w których w tym samym przypadku współistnieją zarówno szkody, jak i korzyści wynikające z siły tarcia.

Aby zmniejszyć tarcie, narciarze smarują narty specjalnymi maściami, które zwiększają prędkość podczas jazdy. Lodowiska używane przez łyżwiarzy szybkich lub łyżwiarzy figurowych są okresowo podlewane i czyszczone, także w celu zmniejszenia tarcia. Wręcz przeciwnie, ścieżki dla pieszych posypuje się piaskiem lub popiołem, aby nikt na nie nie spadł. Niektórzy wynalazcy i innowatorzy wpadli nawet na pomysł przyklejenia kawałków papieru ściernego do podeszew butów zimowych i botków, aby zwiększyć siłę tarcia.

To samo dzieje się z kołami samochodowymi. Nie jest tajemnicą, że wraz z nadejściem zimy woźnicy „podkuwają” swoje żelazne konie w specjalnych „ zimowe opony" Inaczej bez użyteczna siła tarcie wzrasta drogi hamowania, auto wpada w poślizg podczas skręcania, ślizga się i często kierowca ma słabą kontrolę. A jak kończą się wypadki, każdy wie sam.

Wszyscy mówimy o zimie, o lodzie i spadaniu. Czy są inne momenty w życiu codziennym, w których wyraźnie widać, jak szkody i korzyści wynikające z tarcia konkurują ze sobą? Oczywiście, że tak! Są wszędzie. Nawet w naszym pokoju z tobą.

Tutaj na przykład jest ogromna i ciężka szafa. Stoi jak wryty w miejscu i się nie rusza. A jeśli siła tarcia nagle zniknie, co może się wtedy wydarzyć? A ta ogromna rzecz poruszałaby się po pokoju przy najmniejszym pchnięciu! Czas pokaże, czy uda nam się tego uniknąć na czas. Dobra siła tarcia, przydatna!

Ale mama postanowiła przestawić meble. I musisz przenieść tę osławioną szafę na inną ścianę. Raz, dwa, wzięli! Trzy - cztery, zaciśnij się! Tylko wszystko okazuje się bezużyteczne: im cięższy przedmiot, tym silniejsza jest siła tarcia. Straszna, obrzydliwa siła!

Znowu konkurują ze sobą - szkoda i korzyść z tarcia. Nie ma potrzeby jakiejkolwiek rywalizacji! Wystarczy dobrze znać prawa fizyczne i umieć wyciągnąć z tej wiedzy praktyczne korzyści. Nie potrzebne w ten moment siła tarcia? Oznacza to, że należy go zmniejszyć: sprawić, aby stykające się powierzchnie były gładsze i bardziej śliskie. W tym celu niektórzy zalecają rozsmarowanie podłogi mydłem lub olejem, inni zaś umieszczają mokrą szmatę pod nogami ciężkiego przedmiotu. A teraz - raz, dwa - i gotowe! Dość łatwo przenieśli tego kolosa z miejsca.

Siła tarcia nieustannie towarzyszy nam przez całe życie, podobnie jak siła grawitacji. W niektórych miejscach stwarza to dla nas niedogodności, a w innych nie możemy się bez tego obejść. Ale tak czy inaczej, istnieje, a naszym zadaniem jest nauczenie się korzystania z praw fizycznych, aby nasze życie stało się wygodniejsze i wygodniejsze.

Strona główna » Korzyści i szkody » Korzyści i szkody tabeli siły tarcia

Szkody i korzyści siły tarcia: tarcie ślizgowe, statyczne i toczne

Siła tarcia występuje dosłownie na każdym kroku. Ale czy ludzie wiedzą, dlaczego jest to potrzebne? Jakie są szkody i korzyści wynikające z tarcia? Spróbujmy to rozgryźć.

Przedmowa

Na obiekty ziemskie działa kilka sił, które są ze sobą ściśle powiązane i wpływają na funkcje życiowe ciał. Przede wszystkim jest to siła ciężkości, sprężystość (opór wewnętrzny ciał w odpowiedzi na przemieszczenie ich cząsteczek) i reakcja podporowa. Ale istnieje również bardzo ważna wielkość fizyczna zwana siłą tarcia. W przeciwieństwie do grawitacji i elastyczności, nie zależy ona od położenia ciał. Podczas jego badania obowiązują inne prawa: współczynnik tarcia ślizgowego i siła reakcji podpory. Na przykład, jeśli musisz przenieść ciężką szafkę, od pierwszej minuty stanie się jasne, że nie jest to łatwe. Ponadto podczas wykonywania tego zadania występują pewne zakłócenia. Co utrudnia wysiłki włożone w gabinet? A tym, co temu zapobiega, jest nic innego jak siła tarcia, której zasady uczy się w szkole. Zajęcia z fizyki w klasie 7 szczegółowo omawiają to zjawisko.

Co mamy pod stopami?

Ludzie spotykają się z tym bardzo często. Zaletą tarcia jest to, że bez tej wielkości fizycznej nie bylibyśmy w stanie zrobić kroku. To ona utrzymuje nasze buty na powierzchni, po której stąpamy. Każdy z nas chodził po bardzo śliskich nawierzchniach, np. lodzie, i wie z pierwszej ręki, że jest to bardzo trudne. Dlaczego to się dzieje? Zanim porozmawiamy o szkodach i korzyściach wynikających z tarcia, zdefiniujmy, co to jest.

Istota koncepcji

Siła tarcia to oddziaływanie dwóch ciał, które zachodzi w miejscu ich styku i uniemożliwia ich ruch względem siebie. Istnieje kilka rodzajów tarcia - spoczynkowe, ślizgowe i toczne.

Powoduje

Pierwszym powodem jest ciągła chropowatość powierzchni. To ten wskaźnik wpływa na rodzaj siły tarcia. Jeśli mówimy o gładkich powierzchniach, np. pokrytym metalem dachu czy obszarach oblodzonych, to ich chropowatość jest prawie niewidoczna, co nie znaczy, że jej nie ma – jest ona obecna na poziomie mikroskopijnym. W takim przypadku będzie działać siła tarcia ślizgowego. Ale jeśli mówimy o szafce stojącej na dywanie, wówczas szorstkość obu obiektów znacznie utrudni wzajemny ruch. Drugim powodem jest elektromagnetyczne odpychanie molekularne, które występuje w miejscu styku obiektów.

Tarcie statyczne

Co się dzieje, gdy próbujemy przesunąć szafkę, ale nie możemy jej ruszyć nawet o centymetr? Co utrzymuje przedmiot w jednym miejscu? Jest to siła tarcia statycznego. Faktem jest, że włożone wysiłki są kompensowane przez siłę tarcia suchego występującą między szafką a podłogą.

Szkody i korzyści siły tarcia statycznego

To właśnie siła tarcia statycznego sprawia, że ​​sznurowadła w naszych butach nie rozwiązują się samoczynnie, nie wypadają gwóźdź wbity w ścianę i utrzymują szafkę w miejscu. Bez niej nie byłoby możliwe poruszanie się po powierzchni Ziemi ani ludzi, ani zwierząt, ani samochodów. Występują również uszkodzenia spowodowane tarciem. Dzieje się tak na skalę dość globalną; np. siła tarcia statycznego może prowadzić do deformacji poszycia statków.

Podstawa naukowa

Aby przesunąć szafkę, należy przyłożyć do niej siłę przekraczającą tarcie. Oznacza to, że dopóki przyłożone siły są mniejsze niż siła tarcia, meble pozostaną na swoim miejscu. Oprócz tych czynników istnieje również siła reakcji podpory, która jest skierowana prostopadle do płaszczyzny. Zależy to od materiału, z jakiego wykonana jest podłoga (tutaj liczy się także elastyczność). Istnieje również współczynnik tarcia zależny od tego, z czego zbudowane są dwie powierzchnie oddziałujące ze sobą. Dlatego siła tarcia działająca na obudowę jest równa współczynnikowi tarcia, który jest mnożony przez siłę reakcji podpory (powierzchni).

Tarcie ślizgowe

Aby więc przezwyciężyć tarcie, poprosiliśmy kogoś o pomoc w przeniesieniu szafki. Co znaleźliśmy? Że po przyłożeniu siły przekraczającej siłę tarcia statycznego szafka nie tylko się poruszyła, ale jeszcze przez jakiś czas, oczywiście, z naszą pomocą, poruszała się w wymaganym kierunku. A wysiłek był w przybliżeniu taki sam przez całą podróż. W tym przypadku przeszkadzała nam siła tarcia ślizgowego, skierowana w stronę przeciwną do przyłożonej siły. Warto zauważyć, że jego opór jest znacznie niższy niż siła tarcia statycznego. Aby zmniejszyć ten wskaźnik, w razie potrzeby stosuje się różne smary.

Siła tarcia tocznego

Jeśli będziemy pamiętać, że kiedyś będziemy musieli przesunąć szafkę, zdecydujemy się wyposażyć ją w kółka. W takim przypadku powstała interakcja będzie nazywana tarciem tocznym, ponieważ obiekt nie będzie się już ślizgał, ale toczył się po powierzchni. Toczące się koła będą lekko wciskać się w dywan, tworząc nierówności, które będziemy musieli pokonać. Określa to siłę tarcia tocznego. Oczywiście jeśli zwiniemy szafkę nie po dywanie, a np. po parkiecie to będzie jeszcze łatwiej ją przesunąć, z uwagi na to, że powierzchnia parkietu jest twardsza od powierzchni dywanu . Z tego samego powodu rowerzystom znacznie łatwiej jest jechać autostradą niż po drobnej, piaszczystej plaży.

Niejednoznaczne pytanie

Jakie są szkody i korzyści wynikające z dowolnego rodzaju siły tarcia? Oczywiście podane przykłady są nieco przesadzone - w życiu wszystko jest trochę bardziej skomplikowane. Jednak pomimo tego, że siła tarcia ma oczywiste wady, które stwarzają szereg trudności w życiu, jasne jest, że bez niej problemów byłoby znacznie więcej. Dlatego ta wartość ma swoje wady i zalety.

Negatywne przykłady

Wśród przykładów szkodliwości tej siły na pierwszym miejscu znajduje się problem przenoszenia ciężkich ładunków, szybkie zużywanie się ulubionych rzeczy, a także niemożność stworzenia maszyny perpetuum mobile, ponieważ z powodu tarcia każdy ruch wcześniej lub później później zatrzymuje się, wymagając interwencji osób trzecich.

Pozytywne punkty

Przykładami przydatności tej siły jest to, że możemy wygodnie chodzić po ziemi, nie ślizgając się przy każdym kroku, nasze ubrania dobrze przylegają i nie stają się od razu bezużyteczne, ponieważ nitki materiału spajane są przez tarcie. Ponadto ludzie wykorzystują zasadę tej siły do ​​posypywania śliskich dróg, dzięki czemu unika się wielu wypadków i obrażeń.

wnioski

Ludzkość nauczyła się wchodzić w interakcję z daną wielkością fizyczną, zwiększając ją i zmniejszając w zależności od postawionych sobie celów. Naszym bezpośrednim zadaniem jest postarać się wykorzystać go jak najefektywniej.

Szkody i korzyści wynikające z tarcia

To nie idzie - to po prostu idzie,

Bo jest lodowato

Ale spada świetnie!

Dlaczego nikt nie jest szczęśliwy?

Taka naiwna rymowanka na pierwszy rzut oka - ale ile zawiera, jeśli spojrzeć na nią z fizycznego punktu widzenia! Przecież to właśnie w nim zawarty jest system sprzecznych postaw wobec osławionej siły tarcia. Ta nieustanna walka, w której rywalizują ze sobą dwie koncepcje – szkoda i korzyść wynikająca z tarcia, nigdy nie będzie miała zwycięzcy. Przecież to, co dla jednego jest wygodne i korzystne, dla innego często jest zupełnie odwrotne – złe, jak w tym wierszu.

Czy pamiętasz historię Nikołaja Nosowa o zjeżdżalni lodowej, którą chłopaki zbudowali na podwórku? A kiedy wszyscy wyszli na lunch, wyszedł ten, który nie brał udziału w budowie. Próbował się na nią wspiąć, ale tylko się zranił, ale nie mógł się wspiąć. A dzieciak zgadł, że posypuje piasek lodem - bardzo wygodnie było wspiąć się na samą górę, nawet na lodzie! Tak więc, zwiększając siłę tarcia między śliskim lodem a podeszwą za pomocą piasku, chłopiec zdał sobie sprawę, że zalety tarcia umożliwiają pokonywanie przeszkód.

Ale po obiedzie dzieci wyszły z kostkami lodu, żeby pobawić się na zjeżdżalni. Ale tak nie jest: sanki nie jeżdżą po piasku! Dla nich sytuacja odwróciła się w drugą stronę, pokazując szkodliwość tarcia.

Podobne przypadki widzimy zimą, kiedy chłopcy toczą lodowe ścieżki i biegają po nich, pokonując dystans w ciągu kilku minut! A za nimi starsi ludzie kuśtykają, ślizgają się na zaśnieżonych zboczach i upadają, łamiąc ręce i nogi. Oto znowu wyraźne przykłady, w których w tym samym przypadku współistnieją zarówno szkody, jak i korzyści wynikające z siły tarcia.

Aby zmniejszyć tarcie, narciarze smarują narty specjalnymi maściami, które zwiększają prędkość podczas jazdy. Lodowiska używane przez łyżwiarzy szybkich lub łyżwiarzy figurowych są okresowo podlewane i czyszczone, także w celu zmniejszenia tarcia. Wręcz przeciwnie, ścieżki dla pieszych posypuje się piaskiem lub popiołem, aby nikt na nie nie spadł. Niektórzy wynalazcy i innowatorzy wpadli nawet na pomysł przyklejenia kawałków papieru ściernego do podeszew butów zimowych i botków, aby zwiększyć siłę tarcia.

To samo dzieje się z kołami samochodowymi. Nie jest tajemnicą, że wraz z nadejściem zimy kierowcy „podkuwają” swoje żelazne konie w specjalne „opony zimowe”. W przeciwnym razie bez użytecznej siły tarcia wydłuża się droga hamowania, samochód wpada w poślizg podczas skręcania, wpada w poślizg, a często kierowca ma słabą kontrolę. A jak kończą się wypadki, każdy wie sam.

Wszyscy mówimy o zimie, o lodzie i spadaniu. Czy są inne momenty w życiu codziennym, w których wyraźnie widać, jak szkody i korzyści wynikające z tarcia konkurują ze sobą? Oczywiście, że tak! Są wszędzie. Nawet w naszym pokoju z tobą.

Tutaj na przykład jest ogromna i ciężka szafa. Stoi jak wryty w miejscu i się nie rusza. A jeśli siła tarcia nagle zniknie, co może się wtedy wydarzyć? A ta ogromna rzecz poruszałaby się po pokoju przy najmniejszym pchnięciu! Czas pokaże, czy uda nam się tego uniknąć na czas. Dobra siła tarcia, przydatna!

Ale mama postanowiła przestawić meble. I musisz przenieść tę osławioną szafę na inną ścianę. Raz, dwa, wzięli! Trzy - cztery, zaciśnij się! Tylko wszystko okazuje się bezużyteczne: im cięższy przedmiot, tym silniejsza jest siła tarcia. Straszna, obrzydliwa siła!

Znowu konkurują ze sobą - szkoda i korzyść z tarcia. Nie ma potrzeby jakiejkolwiek rywalizacji! Wystarczy dobrze znać prawa fizyczne i umieć wyciągnąć z tej wiedzy praktyczne korzyści. Nie potrzebujesz w tej chwili siły tarcia? Oznacza to, że należy go zmniejszyć: sprawić, aby stykające się powierzchnie były gładsze i bardziej śliskie. W tym celu niektórzy zalecają rozsmarowanie podłogi mydłem lub olejem, inni zaś umieszczają mokrą szmatę pod nogami ciężkiego przedmiotu. A teraz - raz, dwa - i gotowe! Dość łatwo przenieśli tego kolosa z miejsca.

Siła tarcia nieustannie towarzyszy nam przez całe życie, podobnie jak siła grawitacji. W niektórych miejscach stwarza to dla nas niedogodności, a w innych nie możemy się bez tego obejść. Ale tak czy inaczej, istnieje, a naszym zadaniem jest nauczenie się korzystania z praw fizycznych, aby nasze życie stało się wygodniejsze i wygodniejsze.

Jakie są korzyści i szkody wynikające z tarcia?

Aleksander Mogilen

Na przykład w tkaniu ważną rolę odgrywa również tarcie: zapobiega prostowaniu się nitek i rozpadaniu się tkaniny na pojedyncze nitki. W wyniku wzajemnego oddziaływania nitki osnowy i wątku wyginają się, przybierając w tkaninie kształt falisty.
Istnieje wiele przykładów.
Co jest negatywnego... Na przykład perpetuum mobile nie może powstać z powodu tarcia, ponieważ następuje zużycie.
W przypadku pancerników przy ich prędkości największą szkodę wyrządza nie opór formy, ale banalna siła tarcia wody o kadłub. I praktycznie nic z tym nie da się zrobić. Nawet najlepszy kolor, tzw. „samopolerujący”, choć go redukuje, nie wystarczy, aby wielokrotnie zmniejszyć siłę tarcia.
Ogólnie rzecz biorąc, istnieje wiele przykładów zarówno zalet, jak i wad.

Denis Siwcew

Siódma klasa. Rola siły tarcia jest bardzo duża. Przykładowo dzięki sile tarcia możemy chodzić (czyli wchodzimy w interakcję z Ziemią i odpychamy się od niej), samochód może zwolnić na skutek tarcia kół o asfalt. Ale siła tarcia jest zarówno użyteczna, jak i szkodliwa. Jeśli na zewnątrz jest lód, możemy się przewrócić i zrobić sobie krzywdę (ponieważ tarcie jest małe). I oblicza się to według wzoru: F = umg, gdzie u jest współczynnikiem tarcia.

Grasujący Tygrys

Zaletą tarcia jest na przykład przyczepność kół do asfaltu; IMHO główną szkodą jest niemożność zbudowania maszyny perpetuum mobile na skutek tarcia, o którym już mówiliśmy, ale nie tyle ze względu na zużycie, ile dlatego, że nie zostaje zachowana pełna energia mechaniczna...
Natomiast wzór zapisany powyżej F = umg, gdzie u (zwykle „mu” to litera łacińska) jest współczynnikiem tarcia, jest szczególnym przypadkiem siły tarcia ślizgowego, gdy składowa normalna siły reakcji podpory N jest równa siła ciężkości, czyli gdy ciało leży (porusza się) na poziomej powierzchni, zatem wzór na siłę tarcia ślizgowego ma postać: F=uN

wika 123

szkoda, a raczej wady tego zjawiska:
na przykład siła tarcia prowadzi do zużycia części samochodowych: łożysk, opon itp.
z tego powodu niektóre ludzkie działania stają się bolesne, na przykład, jeśli podczas jakiejś pracy ocierasz się palcami o rączkę łopaty, wówczas pojawią się modzele jako reakcja ochronna organizmu

Poproszono mnie o napisanie o szkodliwości i korzyściach tarcia w fizyce, potrzebuję kilku przykładów!!! więc jaka jest szkoda i korzyść????/

Paweł M

Przykładów nie trzeba szukać daleko. Rozejrzyj się tylko. Co widzisz? Widzisz szafę? Okazuje się, że stoi pod ścianą dzięki sile tarcia, która trzyma go za nogi. Ogólnie rzecz biorąc, wszystkie prefabrykowane meble są utrzymywane razem wyłącznie poprzez tarcie. To jest prosty przykład. Samochody poruszają się po ulicy, a na skrzyżowaniach skręcają także dzięki przyczepności do jezdni, a zapewnia ją siła tarcia. Lód, owsianka śnieżna - słaby chwyt- oto wypadek dla ciebie.
Z drugiej strony tarcie rozprasza energię, zamienia ją w ciepło i sprzyja mechanicznemu zużyciu materiałów. W wielu przypadkach tarcie jest wrogiem i próbują się go pozbyć, wprowadzając smary i inne techniki. Na przykład w tym samym samochodzie silnik zawiera olej właśnie w celu zmniejszenia tarcia. Łożyska są zaprojektowane tak, aby przekształcać tarcie ślizgowe w tarcie toczne (które jest mniejsze).

Tarcie spowalnia ruch; Aby pokonać wszelkiego rodzaju tarcie, zużywa się ogromną ilość cennego paliwa. Tarcie powoduje zużycie powierzchni trących: zużywają się podeszwy, opony samochodowe i części maszyn.
Laureat Nagrody Nobla, szwajcarski fizyk Charles Guillaume powiedział: „Wyobraźmy sobie, że tarcie można całkowicie wyeliminować, a wtedy żadne ciało, czy to wielkości kamiennego bloku, czy małe jak ziarenko piasku, nie będzie nigdy opierać się na sobie, wszystko będzie przesuwaj i tocz, aż nie będą na tym samym poziomie. Bez tarcia Ziemia byłaby nierówna, jak ciecz. ”

Szkoda i korzyść sił tarcia

Obcy umysł

Szkody spowodowane tarciem są ogromne - na przykład znaczna część energii w różnych mechanizmach jest wydawana na pokonanie siły tarcia. Dlatego starają się to zmniejszyć za pomocą smarów, łożysk i tym podobnych. Już w czasach prymitywnych pojazdów (wózków) ludzie zaczęli próbować zmniejszać siłę tarcia, stosując jako smar smołę oraz tłuszcze roślinne i zwierzęce. Później opracowano różne typy łożysk (jest ich zbyt wiele), które redukują siłę tarcia do akceptowalnych wartości.
Korzyści z tarcia są również ogromne – to dzięki sile tarcia statycznego człowiek może poruszać się do przodu. Dlatego czasami próbują zwiększyć siłę tarcia - na przykład żebrują podeszwy butów, nakładają piasek na lód, bieżniki samochodów również są żebrowane, a nawet kolcami. Ogólnie rzecz biorąc, wypaczają, jak chcą.

Esej na temat korzyści i szkód wynikających z tarcia. z góry dziękuję))

Irina Sorokina

śliskie buty.






siły tarcia w gwincie.










punkt równowagi.


nad planetą. Życie w takich warunkach jest mało prawdopodobne. . .

zasugeruj dfsvf

Tarcie jest zarówno naszym wrogiem, jak i sojusznikiem.
W niektórych przypadkach brak tarcia może prowadzić do dużych problemów (np.
Hamowanie samochodów następuje tylko na skutek sił tarcia powstających pomiędzy nimi
klocki i bęben), a w niektórych przypadkach nawet minimalne siły tarcia
mają najbardziej szkodliwe skutki (na przykład w zegarek mechaniczny i cienki
instrumenty naukowe). Aby jednak w pełni zrozumieć znaczenie tarcia, konieczne jest
„wyłącz” i monitoruj przyszłe zdarzenia.
Jaki więc będzie świat bez suchości i lepkości
wszelkiego rodzaju tarcia? Nie będziemy mogli chodzić ani poruszać się w żaden inny sposób.
sposób. Przecież podczas chodzenia podeszwy naszych stóp doświadczają tarcia o podłogę i
bez tarcia będziemy czuć się gorzej niż w rzeczywistości gładki lód w większości
śliskie buty.
Ani jednej pozycji (łącznie z nami)
nie będzie można usiedzieć w jednym miejscu. W końcu wszystko, co leży na stole, podłodze lub
tylko podłoże, utrzymywane w miejscu przez tarcie statyczne. Co się stanie? Wszystkie ciała
zacznie się poruszać, próbując dotrzeć do najniższego punktu. Prawie na Ziemi
nie da się stworzyć idealnie poziomej, nawet równej powierzchni
stoły laboratoryjne lub łóżka maszynowe mają nachylenie tysięcznych stopnia. Ale
w świecie bez tarcia ciała zaczną się poruszać nawet na takich płaszczyznach.
Oczywiste jest, że chodzi o transport i w ogóle
nie ma co mówić o funkcjonowaniu jakichkolwiek mechanizmów. Klocki hamulcowe, koła pasowe i
paski, opony i droga - żadne z nich nie doświadczy wzajemnego tarcia, ale
Oznacza to, że to nie zadziała. A same samochody nie będą istnieć - wyjdą z nich
wszystkie śruby i wszystkie nakrętki zostaną odkręcone, ponieważ trzymają się tylko dzięki
siły tarcia w gwincie.
Nagle tarcia znikają, nasze domy są już gotowe
w mgnieniu oka się rozsypią – zaprawa nie będzie już trzymać wbijanych cegieł
gwoździe wyjdą z desek, ponieważ trzymają się tam jedynie poprzez tarcie! Cały
Pozostaną tylko spawane lub nitowane konstrukcje metalowe.
Bez tarcia wiele innych zniknie
rzeczy, które są nam znane. Nie będzie można wiązać węzłów z lin - będą
rozrzucić. Wszystkie tkane materiały rozdzielą się na osobne nici i nici
rozpadają się na najmniejsze włókna, z których się składają. Taki los też czeka
siatka metalowa i linowa.
Czekają nas katastrofalne zmiany
natura - sam wygląd Ziemi zmieni się nie do poznania. Fale powstające w
oceanu, nigdy nie opadnie, a w atmosferze będą stale wiać straszne wiatry
siła – wszak pomiędzy poszczególnymi warstwami wody i powietrza nie ma tarcia, a to nic nie znaczy
nie przeszkadza im w bardzo szybkim poruszaniu się względem siebie. Rzeki wypłyną
ich brzegi, a ich wody będą płynąć z wielką szybkością po równinach.
Góry i wzgórza zaczną się rozpadać
pojedyncze bloki i piasek. Drzewa, których korzenie pozostają w ziemi tylko dlatego
tarcia zaczną się wyrywać i czołgać w poszukiwaniu najniższego poziomu
zwrotnica. Tak, naszym oczom ukaże się straszny obraz: góry, drzewa, ogromne
bloki i sama gleba będą się pełzać, mieszając, aż znajdą
punkt równowagi.
Jeśli siła tarcia zniknie, to nasza
planeta stanie się gładką kulą, na której nie będzie gór, zagłębień, rzek,
żadnych oceanów - wszystko to pęknie, wypłynie, zmiesza się i spadnie w jedną kupę. A
silne, niekończące się wiatry będą zbierać kurz i nieść go
nad planetą. Życie w takich warunkach jest mało prawdopodobne. .
Dlatego nie możemy mówić o tarciu jako
o szkodliwym zjawisku fizycznym. Tak, często po prostu konieczne jest ograniczenie
tarcie do minimum, ale często potrzebne są maksymalne możliwe siły tarcia, ponieważ
to tarcie jest zarówno wrogiem, jak i przyjacielem.

Przykłady siły tarcia: korzystna i szkodliwa

Użytkownik usunięty

Gdyby nie było tarcia, nie moglibyśmy chodzić po ziemi (pamiętajcie, jak nasze stopy ślizgają się po lodzie), nie moglibyśmy jeździć na rowerze, samochodzie czy motocyklu (koła kręciłyby się w miejscu), nie miałaby się w co ubrać (nici tkaniny utrzymywane przez siły tarcia). Gdyby nie było tarcia, wszystkie meble w pokoju byłyby stłoczone w jednym kącie, talerze, filiżanki i spodki zsunęłyby się ze stołu, gwoździe i śruby nie zostałyby w ścianie, nie dałoby się utrzymać ani jednej rzeczy w rękach itp. itd. Można do tego dodać, że gdyby nie było tarcia, nie wiadomo jak przebiegałby rozwój cywilizacji na Ziemi - wszak nasi przodkowie wytwarzali ogień poprzez tarcie.
Szkodliwe: tarcie ziaren piasku o metal wewnątrz łożyska, tarcie ślizgowe łyżew po lodzie powinno być jak najmniejsze, tarcie mechanizmów zamek od drzwi
buty ocierają pęcherze,..
maszyna perpetuum mobile nie powstaje pod wpływem siły tarcia w miarę zużywania się.
W przypadku statków poruszających się z dużą prędkością największą szkodę wyrządza nie opór kształtu, ale banalna siła tarcia wody o kadłub. I praktycznie nic z tym nie da się zrobić. Nawet najlepszy kolor, tzw. „samopolerujący”, choć go redukuje, to jednak nie wystarczy, aby wielokrotnie zmniejszyć siłę tarcia.

Dasza Deriabina

Korzyści i szkody wynikające z tarcia
Jest to oczywiście fantazja, pełna lirycznych uproszczeń. W życiu wszystko jest trochę inne. Ale tak naprawdę, pomimo oczywistych wad siły tarcia, które stwarzają dla nas szereg trudności w życiu, oczywiste jest, że bez istnienia sił tarcia problemów byłoby znacznie więcej. Musimy więc porozmawiać zarówno o szkodach sił tarcia, jak i korzyściach płynących z tych samych sił tarcia.
Do korzystnych aspektów działania sił tarcia można zaliczyć fakt, że możemy chodzić po ziemi, że nasze ubrania się nie rozpadają, gdyż nici w tkaninie utrzymują się na miejscu dzięki tym samym siłom tarcia, jakie daje posypanie piasku piaskiem oblodzonej drodze poprawiamy przyczepność do drogi, aby uniknąć wypadków.
Cóż, szkodliwością siły tarcia jest problem przenoszenia dużych ładunków, problem zużycia powierzchni trących, a także niemożność stworzenia Maszyna ruchu wiecznego, ponieważ z powodu tarcia każdy ruch prędzej czy później zatrzymuje się, co wymaga stałego wpływu zewnętrznego.
Ludzie nauczyli się dostosowywać i zmniejszać lub zwiększać siły tarcia, w zależności od potrzeb. Należą do nich koła, smarowanie, ostrzenie i wiele innych. Przykładów jest mnóstwo i wiadomo, że nie da się jednoznacznie stwierdzić: tarcie jest dobre czy złe. Ale ona istnieje, a naszym zadaniem jest nauczyć się ją wykorzystywać dla dobra człowieka.

Na fizyce poproszono nas o napisanie bajki o niebezpieczeństwach i korzyściach płynących z tarcia... Wyjaśnij, jaką bajkę napisać z fizyki?

Włodzimierz Lis

Tłuszcz z brzucha i boków zniknie już po 3-4 dniach, jeśli będziesz regularnie brać...
Soldatova V. M.
Nauczyciel fizyki
MBOU” Liceum nr 19 SUIOP”
Stary Oskoł
Temat lekcji: „Korzyści i szkody wynikające z tarcia”
Cele Lekcji.
Edukacyjne: poszerzanie i utrwalanie wiedzy uczniów na temat siły tarcia, rodzajów siły tarcia.
Edukacyjne: rozwijanie umiejętności pracy zespołowej w połączeniu z samodzielnością uczniów, pielęgnowanie ciekawości.
Rozwojowe: naucz uczniów stosowania wiedzy w nowa sytuacja, rozwijać umiejętność wyjaśniania otaczających zjawisk, umiejętności pracy z dodatkową literaturą.
Wyposażenie: prezentacja, hamownia, kartka papieru, arkusz papieru ściernego, tablica rysunkowa, sprzęt multimedialny.
Podczas zajęć.
Lekcję rozpoczynamy od omówienia przez nauczyciela rodzajów siły tarcia, wielkości i kierunku siły tarcia, zależności siły tarcia ślizgowego od rodzaju powierzchni trących oraz mechanizmu występowania siły tarcia statycznego.
Słychać fragment bajki „Rzepa” (wstawka).
Nauczyciel. Dziadek zasadził rzepę. Rzepa urosła bardzo, bardzo duża. Był ciężki, bardzo ciężki, rósł we wszystkich kierunkach i ugniatał ziemię. Dlatego jej bulwa miała bardzo bliski kontakt z glebą; ziemia wnikała we wszystkie najmniejsze pęknięcia i wypukłości.
Dziadek poszedł zbierać rzepę. Ciągnie i ciągnie, ale nie może. Brakuje mu siły. Rzepa odpoczywa, przylega do podłoża z nierównościami i występami i stawia opór jej ruchowi. Cząsteczki gleby przyklejają się do rzepy i uniemożliwiają jej przemieszczanie się względem podłoża.
Podczas gdy dziadek będzie myślał o tym, co się dzieje, dlaczego nie może wyciągnąć rzepy, ty i ja będziemy pamiętać siłę tarcia.
(Praca z kartami)
Zadanie: oznaczenie, jednostki miary i wzór na wyznaczenie siły tarcia.
Nauczyciel. Dziadek wołał babcię, babcia wołała dziadka, dziadek po rzepę, ciągnęli i ciągnęli, nie mogli wyciągnąć, gruby, zaokrąglony korzeń trzymał się mocno w ziemi. Siła ciężkości wciska go w ziemię. Nie i nie mogą tego zrobić razem.
Kochani pomóżmy im naszą wiedzą zdobytą na lekcjach fizyki, odpowiedzmy na pytania:
1) Jak nazywa się grawitacja? siła tarcia?
2) Jakie są przyczyny tarcia?
3) Jakie znasz siły tarcia?
Wróćmy do bajki. Babcia zadzwoniła do wnuczki. Wnuczka dla babci, babcia dla dziadka, dziadek dla rzepy, ciągną i ciągną, nie mogą ciągnąć, całkowita siła powstająca na powierzchni kontaktu rzepy z podłożem nazywana jest siłą tarcia statycznego.
Pomóżmy im. W tym celu przeprowadzimy eksperyment laboratoryjny mający na celu określenie zależności siły tarcia od rodzaju powierzchni trących. Aby przeprowadzić doświadczenie, musisz mieć dynamometr, kartkę papieru, kartkę papieru ściernego i drewnianą linijkę.
W trakcie eksperymentu laboratoryjnego stwierdzamy: siła tarcia ślizgowego zależy od rodzaju powierzchni trących; gdyby powierzchnia rzepy była gładka, rzepa zostałaby wyciągnięta.
Wnuczka nazywała się Żuchka. Owad oparł swoje cztery łapy na ziemi. Tarcie powstaje również pomiędzy łapami a podłożem. Ta moc pomaga Bugowi tak samo, jak pomaga dziadkowi, babci i wnuczce. Bez tej siły nie byliby w stanie się oprzeć, poślizgnęliby się i ślizgali po ziemi.
Robak dla wnuczki, wnuczka dla babci, babcia dla dziadka, dziadek dla rzepy, nie mogą ciągnąć, ciągnąć, ciągnąć.
Rzepa poruszyła się trochę. Wielkość tych małych ruchów jest proporcjonalna do przyłożonej siły i zależy od właściwości samej gleby, a przyczepność rzepy do podłoża prowadzi do wzrostu siły sprężystości gleby. A wynikająca z tego siła sprężystości gleby jest siłą tarcia statycznego. Nie pozwala mi w żaden sposób wyciągnąć rzepy. Stąd wnioskujemy, że siła tarcia również powoduje szkody.
Uczeń czyta wiersz o korzyściach i szkodach wynikających z tarcia.
Błąd zwany kotem. Kot za robaka, robak za wnuczkę, wnuczka za babcię, babcia za dziadka, dziadek za rzepę, ciągną i ciągną, nie mogą wyciągnąć ani trochę, ale jednak , siła zewnętrzna okazała się mniejsza od wartości największej

Co to jest tarcie? Tarcie to proces interakcji ciał podczas ich względnego ruchu (przemieszczenia) lub gdy ciało porusza się w ośrodku gazowym lub ciekłym. Inaczej zwane oddziaływaniem ciernym. Badanie procesów tarcia to dział fizyki zwany mechaniką oddziaływań tarcia, czyli tribologią. Tarcie ma głównie charakter elektroniczny, pod warunkiem, że substancja jest w normalnym stanie. W stanie nadprzewodzącym, oddalonym od temperatury krytycznej, głównym „źródłem” tarcia są fonony, a współczynnik tarcia może kilkukrotnie spaść.

Siła tarcia Siła tarcia to siła, która powstaje w wyniku kontaktu dwóch ciał i utrudnia ich względny ruch. Przyczyną tarcia jest chropowatość trących się powierzchni i wzajemne oddziaływanie cząsteczek tych powierzchni. Siła tarcia zależy od materiału powierzchni trących oraz od tego, jak mocno te powierzchnie są do siebie dociskane.

Rodzaje siły tarcia W obecności ruchu względnego dwóch stykających się ciał siły tarcia powstające podczas ich interakcji można podzielić na:

Tarcie ślizgowe Siła powstająca podczas ruchu postępowego jednego ze stykających się/współdziałających ciał względem drugiego i działająca na to ciało w kierunku przeciwnym do kierunku poślizgu.

Tarcie toczne Moment siły powstający, gdy jedno z dwóch stykających się/oddziałujących ciał toczy się względem drugiego.

Tarcie statyczne Siła powstająca pomiędzy dwoma stykającymi się ciałami i uniemożliwiająca wystąpienie ruchu względnego. Aby wprawić w ruch dwa stykające się ciała względem siebie, należy pokonać tę siłę. Występuje podczas mikroruchów stykających się ciał.

Charakter oddziaływania tarcia W fizyce oddziaływanie tarcia dzieli się zazwyczaj na: Suche, gdy oddziałujące ciała stałe nie są oddzielone żadnymi dodatkowymi warstwami/smarami; Granica, gdy powierzchnia styku może zawierać warstwy i obszary o różnym charakterze (warstwy tlenkowe, ciecz itp.), jest najczęstszym przypadkiem tarcia ślizgowego. Mieszane, gdy powierzchnia styku zawiera obszary tarcia suchego i płynnego; Ciecz (lepka), podczas oddziaływania ciał oddzielonych warstwą ciała stałego (proszek grafitowy), cieczy lub gazu (smar) o różnej grubości – z reguły występuje podczas tarcia tocznego, gdy ciała stałe zanurzone są w cieczy, wielkość tarcia lepkiego charakteryzuje się lepkością ośrodka; Elastohydrodynamiczny (lepkosprężysty), kiedy kluczowy występuje tarcie wewnętrzne w smarze. Występuje podczas zwiększania prędkości względne ruch.

Szkodliwość tarcia w technologii i przyrodzie W większości tradycyjnych mechanizmów (silniki spalinowe, samochody, przekładnie itp.) tarcie odgrywa negatywną rolę, zmniejszając sprawność mechanizmu. Aby zmniejszyć siłę tarcia, stosuje się różne naturalne i syntetyczne oleje i smary. W nowoczesnych mechanizmach stosuje się w tym celu również natryskiwanie powłok (cienkich warstw) na części; Problem przenoszenia dużych ładunków; Problem zużycia powierzchni trących, a także niemożność stworzenia maszyny perpetuum mobile, ponieważ z powodu tarcia każdy ruch prędzej czy później zatrzymuje się, co wymaga stałego wpływu zewnętrznego; Otrzymanie siniaków i otarć w wyniku tarcia o twardą powierzchnię; Zużywa się dużo paliwa.

Szkoda spowodowana tarciem w technologii i przyrodzie

Korzyści z tarcia w technologii i przyrodzie Liany, chmiel, groch, fasola i inne rośliny pnące dzięki tarciu mogą przylegać do pobliskich podpór, pozostawać na nich i rozciągać się w kierunku światła; Aby zwiększyć przyczepność do podłoża, pni drzew i kończyn zwierząt, stosuje się cała linia różne urządzenia: pazury, ostre krawędzie kopyt, kolce podkowy, ciało gadów pokryte jest guzkami i łuskami; Samochód może zwolnić; Człowiek może chodzić po ziemi; Ubrania nie rozpadają się, ponieważ nitki trzymają się w tkaninie; Wprawia w ruch części różnych mechanizmów, co w dalszej kolejności prowadzi do ruchu tych mechanizmów i samych maszyn (generator, przenośnik zakładowy, obrabiarka, maszyna napędowa itp.)

Korzyści z tarcia w technologii i przyrodzie

Wnioski Tarcie odgrywa ogromną rolę nie tylko w technologii, ale także w żywej przyrodzie. Bez tarcia zwierzęta i ludzie nie mogliby się poruszać, a rośliny nie mogłyby rozprzestrzeniać nasion. Bez siły tarcia cała żywa przyroda nie mogłaby istnieć.

Tarcie: szkodliwe, korzystne, ciekawe

MIEJSKA INSTYTUCJA EDUKACYJNA

„GIMNAZJUM SZAHOWSKIEJ”

Streszczenie o fizyce

Tarcie: szkodliwe, korzystne, ciekawe

Ukończył: Nikolay Isaenko

Uczeń klasy 10

Kierownik: Jurij Aleksiejewicz Korolew,

Nauczyciel fizyki

Wieś Szachowska 2013

1. Wstęp

Głównym elementem

1 Historia rozwoju doktryny tarcia

2 Tarcie ślizgowe

3 Tarcie statyczne

4 Tarcie toczne

5 sposobów na zmniejszenie tarcia

6 Szkodliwe i użyteczne tarcie

7 Wzór Eulera

8 Stożek cierny

9 Ciekawe tarcie

10 Tarcie w życiu roślin i zwierząt

11 Świat bez tarć

Wniosek

Bibliografia

1. Wstęp

W dzisiejszych czasach znajomość podstaw fizyki jest niezbędna każdemu, aby mieć prawidłowe zrozumienie środowiska. Spośród wszystkich przedmiotów, które studiuję, fizyka jest jednym z tych, które budzą moje ogromne zainteresowanie. Chcę poszerzać i doskonalić swoją wiedzę w tej trudnej, ale fascynującej nauce. Działalność edukacyjno-badawcza abstrakcyjna daje mi taką możliwość.

Tarcie, choć nauczane w siódmej klasie, pozostaje jednym z najtrudniejszych tematów w nauce. W pracy tej opisuję rodzaje tarcia oraz przyczyny każdego z nich.

W badaniu zebrano dane na temat nowych odkryć w tej dziedzinie i zastosowań tych odkryć. Szczególnie interesująca jest sekcja „Tarcie w żywej przyrodzie”. Jak mądrze wszystko jest ułożone w naszym świecie! Każde zwierzę wykorzystuje tarcie, aby poruszać się szybciej i mocniej trzymać swoją ofiarę. Jednocześnie decydując ważne zadanie jego regulacja. Przecież tarcie nie zawsze jest naszym pomocnikiem; w wielu przypadkach musimy z nim walczyć. We wszystkich rozdziałach prezentowanej pracy zebrano wiele interesującego materiału.

Tarcie występuje dosłownie na każdym kroku, bez niego nie da się nawet zrobić kroku. Trzymam w dłoni długopis - tarcie, na stole są różne przedmioty, które się nie zsuwają - tarcie; gwoździe trzymają półkę z książkami i nie wychodzą ze ściany - tarcie. Gdziekolwiek spojrzysz, wszędzie wokół jest tarcie, tarcie, tarcie...

Tarcie jest karcone, gdy utrudnia ruch, chwalone, gdy tarcie sprzyja ruchowi. Przyzwyczaili się do tarcia przez 400 lat (od jego odkrycia), w razie potrzeby je zwiększają lub zmniejszają i nie dziwi ich sam fakt istnienia tarcia wszędzie, we wszystkich zjawiskach naturalnych.

Dlaczego łatwiej jest chodzić po śliskiej drodze z torbami w rękach? Dlaczego struna skrzypiec brzmi, gdy uderza się w nią smyczkiem? Przecież łuk się porusza, a drgania struny są okresowe. Dlaczego sprinterzy biegają w kolcach, a pozostali noszą miękkie buty (lub nawet boso!)? Suche mydło nie wyślizguje się z suchych rąk, ale mokre mydło często z mokrych. Dlaczego?

Odpowiedzi na te i wiele innych ważnych pytań związanych z ruchem ciał udzielają prawa tarcia.

W swojej pracy będę starał się zrozumieć przyczyny tarć i sposoby ich zmiany. Moim głównym zadaniem jest odkrywanie tajemnic siły tarcia, znanych nam z dzieciństwa.

2. Część główna

2 .1 Historia rozwoju doktryny tarcia

Pierwsze próby zrozumienia natury tarcia podejmował Arystoteles). Na podstawie zaobserwowanych faktów zauważył, że każdy, także ruch jednostajny, ruchu ciał rzeczywistych w płaszczyźnie poziomej zawsze napotyka opór zewnętrzny, a opór ten zależy od ciężaru ciała.

Odkrycie przez Galileusza pod koniec XVI wieku prawa bezwładności i koncepcji masy ciała umożliwiło wyraźne rozróżnienie pomiędzy oporami ruchu powodowanymi bezwładnością a powstającymi dopiero przy zmianie prędkości, od oporu środowiska zewnętrznego, który również istnieje przy stałej prędkości i jest powodowany przez siły tarcia zewnętrznego.

Leonardo da Vinci wniósł znaczący wkład w badanie przyczyn tarcia. Uzasadniając niemożność stworzenia perpetuum mobile, za jedną z przyczyn tego stanu rzeczy uważał tarcie. Leonardo da Vinci jako pierwszy wprowadził pojęcie współczynnika tarcia, wykazał, że siła tarcia zależy od materiału stykających się powierzchni, od jakości ich obróbki, jest wprost proporcjonalna do obciążenia i można ją zmniejszyć instalując rolki lub wprowadzając smar pomiędzy powierzchnie cierne. Jest wynalazcą łożysk tocznych i kulkowych.

Pierwsze znane nam badania tarcia przeprowadził Leonardo da Vinci około 500 lat temu. Zmierzył siłę tarcia działającą na drewniane równoległościany ślizgające się po desce, a umieszczając pręty po różnych powierzchniach, określił zależność siły tarcia od powierzchni podparcia. Ale dzieła Leonarda da Vinci stały się znane po ponownym odkryciu klasycznych praw tarcia przez francuskich naukowców Amontona i Coulomba w XVII-XVIII wieku

W 1699 r. Francuz Amonton (ryc. 1) jako pierwszy sformułował słynne empiryczne prawo liniowej zależności siły tarcia od obciążenia:

Ryż. 1. Amonton Guillaume.

gdzie µ jest współczynnikiem tarcia; jest obciążeniem prostopadłym do płaszczyzny tarcia.

Ideę wyrażoną przez Amontona, wyjaśniającą naturę tarcia, czyli wznoszenie się jednego ciała nad nierównościami drugiego, podzielało wielu wybitnych naukowców aż do końca XVIII wieku.

Dużą rolę w dalszym rozwoju idei tarcia odegrał L. Euler (rys. 2), który jako pierwszy przekonująco wyjaśnił (w 1750 r.) przyczynę występowania oporów podczas przejścia ze stanu spoczynku do ruch względny jest zawsze większy niż opór ślizgowy w tych samych warunkach.

Ryż. 2. Leonhard Euler.

Wielki francuski naukowiec Charles Coulomb słusznie uważany jest za twórcę nauki o tarciu (ryc. 3).

Ryż. 3. Charles Coulomb.

W swojej pracy „Teoria proste maszyny„(1781) omówił główne aspekty tarcia: opór ślizgowy, opór toczenia i opór zrywający. Coulomb jako pierwszy zrozumiał, że na tarcie wpływa wiele czynników (obciążenie, prędkość poślizgu, materiał trących się części, chropowatość ich powierzchni, itp.) Badając tarcie toczne, Coulomb jako pierwszy wyprowadził wzór na opór toczenia:

gdzie k jest współczynnikiem tarcia tocznego, który ma wymiar długości;

P jest ciężarem swobodnie toczącego się walca o promieniu R.

Ta klasyczna formuła jest stosowana do dziś, chociaż podejmowano liczne próby jej obalenia. Pomimo zasadniczego wkładu Coulomba w teorię tarcia, zignorował on energetyczne i termiczne aspekty tego zjawiska, bez których nie można zrozumieć mechanizmu tarcia.

Pierwszym naukowcem, który udowodnił, że energia mechaniczna nie znika podczas tarcia, lecz zamienia się w ciepło, był Anglik Benjamin Thompson (ryc. 4).

Obserwując wiercenie luf armatnich doszedł do wniosku, że silne nagrzewanie się przedmiotów obrabianych jest bezpośrednim skutkiem przejścia energii mechanicznej dostarczanej do wiertła na energię cieplną w wyniku intensywnego tarcia narzędzia o metal.

Ryż. 4. Benjamin Thompson.

Oto klasyczne prawa tarcia odkryte przez francuskich naukowców Amontona i Coulomba w XVII-XVIII wieku:

Wielkość siły tarcia F jest wprost proporcjonalna do wielkości normalnej siły nacisku N ciała na powierzchnię, po której porusza się ciało, tj.

Siła tarcia nie zależy od powierzchni styku między powierzchniami;

Współczynnik tarcia zależy od właściwości powierzchni trących;

Siła tarcia nie zależy od prędkości ciała.

Dalszy wkład w energetyczne aspekty teorii tarcia wnieśli Mayer (1842), Joule (1843) i Helmholtz (1847). W tym samym czasie (w połowie XIX w.) poczyniono pierwsze założenia dotyczące adhezyjnego charakteru tarcia (adhezja – kohezja, sklejanie się powierzchni dociskanych do siebie ciał). Otrzymano badanie roli wiązań adhezyjnych w tarciu dalszy rozwój w różnych fizycznych teoriach tarcia w latach 30-40 XX wieku. (Radzieccy naukowcy V.D. Kuzniecow, B.V. Deryagin, Anglik D.A. Tomlinson itp.). Na przestrzeni lat wysunięto i uzasadniono różne hipotezy i modele tarcia. Okazało się jednak, że zrozumieć w pewnym sensie złożony i super-złożony system (zjawisko) oznacza go racjonalnie uprościć, z zachowaniem wszystkich czynników niezbędnych i wystarczających.

Tak wybitnym uproszczeniem był model dyskretnego kontaktu ciał stałych podczas tarcia oraz hipoteza o dwoistej naturze kontaktu ciernego ciał stałych. W latach 50-60 XX w. I.V. Kragelsky, F. Bowden i D. Tabor w oparciu o ten model stworzyli współczesną molekularno-mechaniczną teorię tarcia. Jak dotąd najważniejszym rezultatem rozwoju tej teorii jest wyraźny obraz procesów tarcia i zużywania się ciał stałych, obejmujący zjawiska fizyczne (w tym mechaniczne) i chemiczne towarzyszące.

Przyjrzyjmy się trzem rodzajom tarcia: tarciu ślizgowemu, tarciu statycznemu, tarciu tocznemu.

.2 Tarcie ślizgowe

Zacznijmy od tarcia ślizgowego. Co to jest tarcie ślizgowe? Tarcie ślizgowe to siła powstająca podczas ruchu postępowego jednego ze stykających się ciał względem drugiego i działająca na to ciało w kierunku przeciwnym do ruchu (rys. 5).

Ryż. 5. Tarcie ślizgowe.

Tarcie jest konsekwencją wielu przyczyn, ale najważniejsze są dwa.

Po pierwsze, powierzchnie ciał są zawsze nierówne, a karby jednej powierzchni przylegają do chropowatości drugiej (ryc. 6). Jest to tzw. tarcie geometryczne. (Nawet najgładsze powierzchnie oka okazują się pod mikroskopem szorstkie, z wgłębieniami i wypukłościami.)

Ryż. 6. Tarcie geometryczne.

Po drugie, ciała trące znajdują się ze sobą w bardzo bliskim kontakcie (ryc. 7), a na ich ruch wpływa oddziaływanie cząsteczek (tarcie molekularne).

Ryż. 7. Tarcie molekularne.

Zatem wzór na siłę tarcia można zapisać następująco: F=?N+?S.

W tej formule ? I ? - stałe współczynniki, N to normalna siła nacisku, a S to powierzchnia styku ciał trących. Ponieważ powierzchnia styku nie jest zbyt mała, odkształcenia stykających się ciał są pomijalne.

Powyższy wzór jest złożony, dlatego inżynierowie w swoich obliczeniach stosują prostszy wzór:

Brzmi to tak: siła tarcia jest proporcjonalna do siły normalnego ciśnienia. Współczynnik proporcjonalności µ nazywany jest współczynnikiem tarcia.

Prawo F=µN przestaje działać, gdy siła normalnego nacisku lub prędkość ruchu są duże. W takim przypadku wytwarza się zbyt dużo ciepła, co wpływa na tarcie.

Tarcie można wytłumaczyć dwoma przyczynami: nierównością powierzchni trących ciał i interakcją molekularną między nimi. Jeśli wyjdziemy poza mechanikę, powinniśmy powiedzieć, że siły tarcia mają pochodzenie elektromagnetyczne, podobnie jak siły sprężystości. Każda z powyższych dwóch przyczyn tarcia objawia się w różnym stopniu w różnych przypadkach. Na przykład, jeśli stykające się powierzchnie stałych ciał trących mają znaczne nierówności, wówczas główny człon siły tarcia powstałej tutaj będzie wynikał właśnie z tej okoliczności, tj. nierówności, chropowatość powierzchni trących się ciał.

Jeżeli stykające się powierzchnie stałych ciał trących są idealnie wypolerowane i gładkie, to główna składowa siły tarcia powstającej w tym przypadku będzie określona przez adhezję molekularną pomiędzy powierzchniami trącymi ciał.

2.3 Tarcie statyczne

Tarcie suche ma jeszcze jedną istotną cechę: obecność tarcia statycznego. W cieczy lub gazie tarcie występuje tylko wtedy, gdy ciało się porusza, a ciało można poruszyć, przykładając do niego nawet bardzo małą siłę. Natomiast przy tarciu suchym ciało zaczyna się poruszać dopiero wtedy, gdy rzut przyłożonej na nie siły F na płaszczyznę styczną do powierzchni, na której leży ciało, staje się większy od pewnej wartości (ryc. 8). Dopóki ciało nie zacznie się ślizgać, działająca na nie siła tarcia jest równa składowej stycznej przyłożonej siły i jest skierowana w przeciwnym kierunku.

Ryż. 8. Tarcie statyczne.

Spróbuj przesunąć książkę leżącą na stole. Będzie to wymagało pewnego wysiłku. A jeśli naciśniesz książkę zbyt słabo, nie poruszy się. Jej poruszanie się uniemożliwia siła tarcia pomiędzy dolną okładką książki a stołem. Ta siła tarcia uniemożliwia poruszanie się ciał stałych. Dlatego nazywa się to siłą tarcia statycznego. Niezależnie od tego, z której strony dociśniesz książkę, siła tarcia statycznego zapobiega ześlizgiwaniu się książki. Siła tarcia statycznego jest zawsze skierowana przeciwnie do kierunku siły „ścinającej” (rys. 9)

Ryż. 9. Tarcie statyczne zapobiega przesuwaniu się.

Zatem siła tarcia statycznego jest zawsze równa sile zewnętrznej działającej na ciało i jest skierowana w przeciwnym kierunku. Im większa siła przyłożona do ciała w spoczynku, tym większa siła tarcia statycznego! Występuje maksymalna siła tarcia statycznego, po przekroczeniu której zauważamy, że ciało się poruszyło (ryc. 10).

Ryż. 10. Maksymalna siła tarcia statycznego.

Aby przesunąć ciało z miejsca, należy przyłożyć do niego większą siłę niż do przeciągnięcia ciała, czyli ciągnięcia. Maksymalna siła tarcia statycznego jest większa niż siła tarcia ślizgowego.

Jednak w wielu przypadkach maksymalną siłę tarcia statycznego można uznać w przybliżeniu za równą sile tarcia ślizgowego. Ten model siły tarcia suchego znajduje zastosowanie w rozwiązywaniu wielu prostych problemów fizycznych.

2.4 Tarcie toczne

Przyjrzyjmy się trzeciemu rodzajowi tarcia. To jest tarcie toczne. Siłę tarcia tocznego definiuje się jako siłę potrzebną do równomiernego, prostoliniowego toczenia się ciała po płaszczyźnie poziomej. Doświadczenie wykazało, że siłę tarcia tocznego oblicza się ze wzoru:

gdzie F jest siłą tarcia tocznego; k-współczynnik tarcia tocznego; P jest siłą nacisku toczącego się ciała na podporę, a R jest promieniem toczącego się ciała.

Z praktyki jest oczywiste, ze wzoru jasno wynika, że ​​im większy promień toczącego się ciała, tym mniejszą przeszkodę stanowią dla niego nierówności powierzchni nośnej.

Należy pamiętać, że współczynnik tarcia tocznego, w przeciwieństwie do współczynnika tarcia ślizgowego, jest wielkością nazwaną i wyrażaną w jednostkach długości (zwykle w cm).

Tarcie toczne powstaje na skutek odkształceń.

Postawmy koło na jezdni, przyłóżmy do niego grawitację G, siłę normalną N z pobocza drogi i naciskamy na oś koła siłą P, próbując je poruszyć (rys. 11).

Ryż. 11. Przyłożenie siły do ​​koła umieszczonego na drodze.

Czy teoretycznie coś nas powstrzymuje? Nie bardzo! Okazuje się, że to paradoks – okazuje się, że przy toczeniu nie ma oporu? Ale zauważ, że w ogóle nie wzięliśmy pod uwagę odkształcenia koła, jest ono jakby „absolutnie twarde”, twardsze niż diament. Wtedy oczywiście nie ma oporu. Dlatego, aby zmniejszyć opory tarcia tocznego, koła i jezdnię wykonano z bardzo twardych materiałów – oczywiście nie diamentu, ale np. stali. Koła kolejowe stawiają kilkukrotnie mniejszy opór niż koła samochodowe, które są bardziej miękkie.

Co dzieje się z „miękkim” kołem podczas jego ruchu? W kontakcie z drogą lekko się spłaszcza, a na skutek histerezy (straty niesprężyste, które zawsze występują w każdym ciele sprężystym podczas jego odkształceń), siła nacisku drogi N w ruchu nieznacznie przesuwa się do przodu (rys. 12).

Ryż. 12. „Miękkie” kółko podczas ruchu.

Pojawiło się więc ramię siły a, które należy pokonać, a co za tym idzie tarcie toczne! Im większa średnica koła i im twardsza (na twardej drodze), tym mniejsze opory toczenia.

Dlatego pojazdy terenowe duże koła, ale w pociągach i tramwajach są strasznie trudne. Na samochód osobowy Niestety nie stać Cię ani na jedno ani na drugie. Jeśli koła będą za duże, jak na przykład w rowerach zabytkowych, samochód stanie się brzydki, trudno będzie skręcić, a koła będą niepotrzebnie ciężkie. No cóż, twardości też nie da się zrobić, przetną asfalt jak wykolejony tramwaj, a jeśli ich nie przetniesz, to trzęsienie będzie niemożliwe - miękkie opony „tłumią” wibracje powstałe na nierównościach drogi. Musimy więc pójść na kompromis!

Jednak prawie we wszystkich przypadkach tarcie toczne jest mniejsze niż tarcie ślizgowe. Suchoj, pamiętaj. W przypadku tarcia płynu wiele się zmienia. Dlatego od czasów starożytnych próbowano umieszczać ciężkie przedmioty na rolkach, a następnie na kołach. Robili to nawet starożytni Egipcjanie.

Przejdźmy teraz do rysunku. Pokazuje różne współczynniki tarcia ślizgowego i tocznego. Napis „stal/żeliwo” oznacza: współczynnik tarcia stali o żeliwo. W przypadku tarcia ślizgowego materiały można zamieniać, wartość współczynnika nie ulegnie zmianie. Natomiast dla współczynnika tarcia tocznego jest to tak nie jest. Na przykład koło wykonane ze stali doświadcza większego oporu toczenia na drewnie niż odwrotnie. Koło wykonane z drewna praktycznie nie jest wciskane w litą stal, więc opór toczenia w tym przypadku wynosi pięć razy mniej niż w przypadku, gdy stalowe koło toczy się po drewnianej podłodze.

Patrząc na zdjęcie, znajdziesz wiele innych informacji do porównania i refleksji (Tabela 1).

Tabela 1.

Nie każdy bierze udział w wyścigach, ale wiele osób musi jeździć samochodem, motocyklem lub rowerem. Jak najlepiej zahamować, gdy przed Tobą pojawi się przeszkoda?

Poniższy wykres odpowiada na to pytanie (ryc. 14).

Ryż. 14. Hamowanie.

Jeśli hamujesz ślizgając się, mocno dociskając koła (tzw. poślizg), to droga hamowania będzie dłuższa niż przy hamowaniu tocznym (koła hamują, ale skręcają), ale prędkość początkowo spada gwałtownie. Dlatego też, jeśli istnieje niebezpieczeństwo kolizji, należy zawsze hamować z poślizgiem. Lepiej uderzać z mniejszą prędkością, gdyż energia uderzenia jest proporcjonalna do kwadratu prędkości. We wszystkich innych przypadkach należy hamować poprzez toczenie: droga hamowania będzie krótsza, a opony będą mniej się zużywać.

.5 Sposoby zmniejszenia tarcia

prawo tarcia, ślizganie, toczenie

W technologii, aby zmniejszyć wpływ sił tarcia suchego pomiędzy powierzchniami, wprowadza się smar (lepką ciecz, która tworzy cienką warstwę pomiędzy powierzchniami stałymi).

Efekt smarowania polega na tym, że pomiędzy trące się powierzchnie wprowadzana jest warstwa lepkiej cieczy, która wypełnia wszelkie nierówności powierzchni i przyklejając się do nich tworzy dwie trące warstwy cieczy (rys. 15).

Ryż. 15. Wpływ smarowania.

Dlatego zamiast tarcia pomiędzy dwiema powierzchniami stałymi podczas smarowania występuje tarcie wewnętrzne cieczy, które jest znacznie mniejsze niż tarcie zewnętrzne dwóch powierzchni stałych. Zastosowanie olejów smarowych zmniejsza tarcie 8-10 razy. Typowym przykładem znaczenia smarowania jest bieg łyżwiarza szybkiego. W wyniku działania siły wywieranej przez łyżwiarza na pióro łyżwy, śnieg topnieje i pod łyżwą pojawia się woda, która po przejechaniu łyżwy ponownie zamarza i znika ciśnienie. Woda nie nadaje się jednak do smarowania mechanizmów, gdyż ze względu na małą lepkość byłaby wyciskana ze szczeliny nierówności pomiędzy powierzchniami trącymi.

Wszystkie maszyny mają jedną wspólną cechę: we wszystkich coś musi się kręcić. I wszędzie jest nierozłączna para – oś i jej podpora – łożysko

Ponieważ siły tarcia tocznego są znacznie mniejsze niż siły tarcia ślizgowego, w maszynach i mechanizmach w większości przypadków łożyska ślizgowe zastępuje się łożyskami tocznymi (ryc. 16).

Ryż. 16. Łożysko.

Łożysko składa się z dwóch pierścieni. Jeden z nich – wewnętrzny – jest ciasno osadzony na osi i obraca się wraz z nią. Drugi – pierścień zewnętrzny – jest nieruchomo zaciśnięty pomiędzy podstawą a pokrywą łożyska.

Te pierścienie - klipsy mają na swoich powierzchniach wykonane maszynowo rowki skierowane do siebie. Pomiędzy klipsami znajdują się stalowe kulki. Kiedy łożysko się obraca, kulki toczą się po rowkach w koszykach.

Im lepiej wypolerowane są powierzchnie gąsienic i kulek, tym mniejsze jest tarcie. Aby zapobiec gromadzeniu się kulek w jednym stosie, oddziela się je separatorem. Separatory są zwykle wykonane z tworzywa sztucznego, stali lub brązu.

Podczas obracania się w takim łożysku pojawia się tarcie toczne. Straty tarcia w łożysku kulkowym są 20-30 razy mniejsze niż w łożysku ślizgowym! Łożyska toczne wykonane są nie tylko z kulek, ale także z rolek o różnych kształtach. Bez łożysk tocznych nowoczesny przemysł i transport nie byłby możliwy.

Obecnie powszechnie stosuje się metodę zmniejszania tarcia podczas poruszania się pojazdów, taką jak poduszka powietrzna.

Poduszka powietrzna (ryc. 17) jest warstwą skompresowane powietrze pod pojazdem, co uniesie go nad powierzchnię wody lub gruntu. Wentylatory tworzą warstwę sprężonego powietrza. Brak tarcia na powierzchni zmniejsza opory ruchu. Zdolność takiego statku do poruszania się po różnych przeszkodach na lądzie lub po falach na wodzie zależy od wysokości podnoszenia.

Ryż. 17 Poduszka powietrzna.

Schemat działania statku z poduszką powietrzną: 1 - pędniki główne; 2 - przepływ powietrza; 3 - wentylator; 4 - elastyczna membrana (spódnica).

Pierwszy pomysł takiego poduszkowca wyraził K.E. Ciołkowskiego w 1927 r. w swoim dziele „Opór powietrza i szybki pociąg”. To bezkołowy ekspres, który pędzi po betonowej drodze, opierając się o nią poduszka powietrzna- warstwa sprężonego powietrza.

2.6 Szkodliwe i korzystne tarcie

Tarcie może być zarówno szkodliwe, jak i korzystne.

Czasami tarcie jest „szkodą”!

Tarcie spowalnia ruch; Aby pokonać wszelkiego rodzaju tarcie, zużywa się ogromną ilość cennego paliwa. Tarcie powoduje zużycie powierzchni trących: zużywają się podeszwy, opony samochodowe i części maszyn. Próbują zmniejszyć szkodliwe tarcie.

Ale czasami tarcie przynosi korzyści!

W niektórych przypadkach brak tarcia grozi dużymi problemami (na przykład hamowanie samochodów następuje tylko z powodu sił tarcia powstających między klockami a bębnem), starają się je zwiększyć, na przykład podczas chodzenia po oblodzonej nawierzchni.

W życiu codziennym siły tarcia odgrywają również rolę zarówno pozytywną, jak i negatywną, a ich przejawy są różnorodne. Wykorzystanie tarcia statycznego służy do mocowania części za pomocą gwoździ oraz do przemieszczania człowieka i samochodu po powierzchni ziemi. Można sobie wyobrazić, jakie trudności pojawiłyby się podczas chodzenia, gdyby nie występowały siły tarcia statycznego (na przykład podczas lodu). Ogólnie rzecz biorąc, gdyby nie było sił tarcia, nie byłoby możliwe trzymanie w dłoni żadnego przedmiotu. W wielu przypadkach rola sił tarcia jest wręcz przeciwnie. Tarcie z biegiem czasu niszczy ruchome części, dlatego im więcej ich jest w mechanizmie, tym jest on mniej trwały.

Są jednak wyjątki, gdy nawet jeśli siła tarcia jest szkodliwa, nie uszkadza przedmiotu ani w jakiś sposób mu nie przeszkadza. Tym wyjątkiem jest klepsydra (ryc. 18).

Ryż. 18. Klepsydra.

Zatem tarcie może w niektórych przypadkach być przydatne, a w innych szkodliwe!

.7 Siłacz Julesa Vernova i wzór Eulera

Jak zwiększyć tarcie 5, 10... 100 razy? Okazuje się, że to też jest możliwe. Wystarczy owinąć jeden przedmiot trący wokół drugiego, na przykład liny wokół wału lub wspornika. Odbywa się to poprzez zabezpieczenie statków na pomostach, owijając linę wokół słupków - słupków na pomoście. Wpływ nawinięcia na siłę tarcia jest po prostu niesamowity!

Czy pamiętasz Mathifę, siłacza Julesa Verne’a? „Wspaniała głowa, proporcjonalna do gigantycznego wzrostu; pierś jak miech kowala; nogi są jak dobre kłody, ramiona to prawdziwe żurawie. Z pięściami jak młoty…” Zapewne z wyczynów tego siłacza, opisanych w powieści „Mathias Standorf”, pamiętacie niesamowity incydent ze statkiem „Trabocolo”, kiedy nasz gigant mocą swoich potężnych rąk opóźnił zejście całego statku.

Oto jak pisarz opowiada o tym wyczynie:

„Statek, uwolniony już od podpór podtrzymujących go po bokach, był gotowy do wodowania. Wystarczyło usunąć cumy, aby statek zaczął opadać. Pod stępką statku pracowało już pół tuzina stolarzy. Widzowie z żywą ciekawością śledzili akcję. W tym momencie pojawił się jacht rekreacyjny, okrążający półkę przybrzeżną. Aby wejść do portu, jacht musiał minąć przed stocznią, gdzie przygotowywano wodowanie „Trabocolo”, a gdy tylko dał sygnał, należało, aby uniknąć wypadków, opóźnić wodowanie w aby móc ponownie zabrać się do pracy po wejściu jachtu do kanału. Gdyby statki – jeden stojący po drugiej stronie, drugi poruszający się z dużą prędkością – zderzyły się, jacht by zginął.

Robotnicy przestali uderzać młotkiem. Oczy wszystkich były utkwione w wdzięcznym statku, którego białe żagle zdawały się złocone w ukośnych promieniach słońca. Wkrótce jacht znalazł się dokładnie naprzeciwko stoczni, gdzie zamarł wielotysięczny tłum ciekawskich. Nagle rozległ się krzyk przerażenia: Trabocolo zachwiało się i w tej samej chwili zaczęło się poruszać. Kiedy jacht skręcił w jego stronę na prawą burtę! Oba statki były gotowe do zderzenia; nie było czasu ani możliwości, aby temu zapobiec. Trabocolo szybko zsunął się po zboczu... Biały dym, który pojawił się w wyniku tarcia, wirował przed dziobem, podczas gdy rufa zanurzała się już w wodzie zatoki.

Nagle pojawił się mężczyzna, chwycił linę cumowniczą wiszącą z przodu „Trabocolo” i próbował ją utrzymać, pochylając się do ziemi. W ciągu minuty owija cumy wokół wbitej w ziemię żelaznej rury i ryzykując zmiażdżeniem, z nadludzką siłą trzyma linę w dłoniach przez 10 sekund. W końcu cumy pękają. Ale te 10 sekund wystarczyło: Trabocolo zanurzając się w wodzie, tylko nieznacznie dotknął jachtu i popędził do przodu.

Jacht udało się uratować. Jeśli chodzi o osobę, której nikt nawet nie zdążył przyjść na ratunek – wszystko wydarzyło się tak szybko i niespodziewanie – był to Matifu!”

Mechanika uczy, że gdy lina owinięta wokół stojaka ślizga się, siła tarcia sięga duży rozmiar. Im większa liczba zwojów liny, tym większe tarcie; zasada zwiększania tarcia jest taka, że ​​wraz ze wzrostem liczby obrotów w postępie arytmetycznym tarcie rośnie w postępie geometrycznym. Dlatego nawet słabe dziecko, trzymając wolny koniec liny, rani się 3-4 razy wał stały, może zrównoważyć ogromną moc.

Na nabrzeżach parowców rzecznych nastolatki używają tej techniki do zatrzymywania parowców z setkami pasażerów zbliżających się do nabrzeży. Pomaga im nie fenomenalna siła rąk, ale tarcie liny o stos.

Słynny XVIII-wieczny matematyk Euler ustalił zależność siły tarcia od liczby zwojów liny wokół stosu. Dla tych, których nie przeraża zwięzły język wyrażeń algebraicznych, przedstawiamy pouczającą formułę Eulera:

Tutaj F 1- siła, przeciwko której skierowany jest nasz wysiłek F 0.Litera e oznacza liczbę 2,718... (podstawa logarytmów naturalnych), µ to współczynnik tarcia pomiędzy liną a stojakiem. List ? oznaczony jako „kąt natarcia”. Na przykład, jeśli lina zostanie owinięta raz wokół rury, wówczas „kąt nawinięcia” ?=2?==2×3,14=6,28 radianów.

Formułę tę wyprowadził wielki Euler. Korzystając z tego wzoru, łatwo obliczyć, znając współczynnik tarcia, że ​​jeśli Matifou owinie linę wokół rury tylko 3 razy, to zmniejszy napięcie liny 500 razy! Tutaj nawet dziecko mogłoby ją utrzymać: nawet jeśli statek, ruszając z pochylni, ciągnął linę z siłą F 1= 50 kN, wówczas Matif miałby tylko 100 N (10 kg).

2.8 Stożek cierny

Niech ciało o masie P porusza się pod działaniem siły T po nierównej powierzchni. Z jednej strony powierzchnia nie pozwala na upadek ciała pod wpływem siły ciężkości P. Z drugiej strony powierzchnia uniemożliwia swobodne poruszanie się. ruch ciała pod wpływem siły T. Tym samym siła tarcia F również, jak w przypadku normalnej reakcji, jest powoływana do życia przez powierzchnię, czyli siła tarcia również jest reakcją. Reakcja normalna i siła tarcia sumują się do całkowitej reakcji R, która jest odchylona od normalnej o kąt ?. Kąt ten nazywany jest kątem tarcia. Korzystanie z rys. łatwo jest obliczyć, ile wynosi tangens kąta tarcia tg?=F/N=µN/N=µ , tj. tangens kąta tarcia jest liczbowo równy współczynnikowi tarcia.

Teraz wyobraź sobie, że obracasz reakcję całkowitą wokół normalnej powierzchni. W tym przypadku siła R opisuje stożek, który nazywany jest stożkiem tarcia. Interesujące jest to, że obszar ograniczony stożkiem ciernym wyznacza obszar równowagi ciała: jeśli na ciało wewnątrz stożka ciernego działa siła, nie poruszy ona ciała, niezależnie od jej wielkości; jeśli na ciało poza stożkiem tarcia działa siła, porusza ono ciało, niezależnie od jego wielkości (ryc. 19).

Ryż. 19. Stożek cierny.

Zobaczmy, dlaczego tak się dzieje (ryc. 20).

Ryż. 20. Stożek cierny.

Jeżeli wewnątrz stożka tarcia działa siła Q, wówczas siła ścinająca Q 1=Qsin? . Obliczmy siłę tarcia:

F=µN=µ Qcos?= Qcos?tg? .

Margines bezpieczeństwa F-Q 1=P( sałata? tg? -grzech ?) = Qsin( ?-?)/sałata? . Zatem współczynnik bezpieczeństwa jest proporcjonalny do Q, ponieważ sin( ?-?)/sałata? - stała wartość. Im większa siła Q, tym większa siła trzymająca F-Q1 .

Dlatego musisz umieć zbudować stożek tarcia.

Kiedyś w Monachium zawalił się most, a winą nie był huraganowy wiatr, nie maszerujący w kroku pułk żołnierzy, ale... stożek tarcia.

Most ten zabezpieczono z jednej strony zawiasem, a z drugiej strony osadzono na rolkach (ryc. 21). Most jest zawsze zabezpieczony w taki sposób, aby nie uległ wypaczeniu na skutek wahań temperatury. Zawias został wypełniony pastą, która zabezpieczyła go przed korozją. W upalny letni dzień pasta się rozpuściła i jej lepkość spadła. Zmienił się charakter tarcia - zmniejszył się również. Stożek tarcia zwężył się, a siła nacisku na podporę wyszła poza stożek.

Ryż. 21. Most w Monachium.

Równowaga została zachwiana i most się zawalił. Inżynierowie często muszą skonstruować stożek tarcia, aby określić, czy a ten projekt albo nie. Ale inżynierowie nie są jedynymi, którzy zajmują się stożkiem tarcia. Każdy z nas codziennie spotyka się z tym zjawiskiem fizycznym.

Aby dostać się do wyjścia w zatłoczonym autobusie lub trolejbusie, trzeba kręcić się jak wąż. Robimy to nieświadomie, nie myśląc, że w ten sposób wydostaniemy się ze stożków tarcia w punktach styku z innymi pasażerami.

Niezależnie od tego, czy jeździmy na łyżwach, idziemy do pracy, czy przewracamy stronę w książce, wszędzie spotykamy się z tarciem, a w szczególności ze stożkiem tarcia.

2.9 Dziwne tarcie

Jest wiele ciekawych rzeczy i wydarzeń związanych z tarciem. Chcę opowiedzieć o niektórych z nich. Pod koniec ubiegłego wieku angielski przemysłowiec Harvey wysłał do Rosji próbki nowych płyt pancernych w celu ochrony statków. Podczas testów pociski ciężkich dział zamiast rozbijać płyty, same rozbijały się o pancerz, nie uszkadzając tego, co mogło się za nim kryć. Ale Rosjanie poprosili o powtórzenie testów. A pociski zaczęły łamać płyty pancerne (a później dziurawić w nich, ryc. 22).

Ryż. 22. Pocisk przebijający płyty pancerne.

Teraz muszle zostały wyposażone w specjalne kołpaki wykonane z miękkiej stali. Kapturek spłaszczał się, topił i z jednej strony zapobiegał pękaniu pocisku, z drugiej zaś służył jako swego rodzaju smar podczas przechodzenia przez pancerz.

Wynalazcą czapki był rosyjski naukowiec i żeglarz admirał Makarow.

Dawno, dawno temu, aby rozpalić ogień, ludzie brali ostry drewniany kij, przyciskali go do drewnianego klocka i szybko nim obracali (ryc. 23). Przy wystarczającej wytrwałości po pewnym czasie w miejscu tarcia pojawił się dym, a powstałe trociny i np. suchy mech zaczęły się tlić i zapalać. Częste awarie w wydobywaniu ognia poprzez tarcie drewna o drewno wynikały z niedostatecznej suchości drewna.

Ryż. 23. Rozpalanie ognia.

Wiadomo na pewno, że metodę tę stosowali Australijczycy, a także Hindusi z Ameryki Południowej. Dzięki tej metodzie rozpalania ognia jedna osoba często zastępowała drugą, ale rotacja nie ustała, dopóki nie osiągnięto sukcesu.

Możesz nieco zmodyfikować tę metodę, używając małej kokardki i owijając sznurek wokół obracającego się drążka.

Innym sposobem rozpalenia ognia jest wyrzucenie iskier, któremu również towarzyszy tarcie! Możesz spowodować pożar uderzając twardy kamień metalowym przedmiotem, np. nożem. Takie urządzenie do rozpalania ognia istniało od czasów starożytnych, a później stało się znane jako „krzemień” (ryc. 24).

Ryż. 24. Krzemień.

Flint to urządzenie do rozpalania ognia, szeroko stosowane przed pojawieniem się zapałek. Składa się ze stali, krzemienia i hubki. Snop iskier powstający po uderzeniu krzemienia w krzesło powoduje zapalenie podpałki.

Kresal (od słowa „ciąć”) to stalowy pasek z nacięciem niezbędnym do odłamywania drobnych cząstek z krzemienia. W tym przypadku temperatura wzrasta do 900-1100°C, a ogrzane cząstki zapalają się. To jakby zetrzeć stalowy przedmiot na osełce i stworzyć wokół niego deszcz iskier.

Następnie krzesło zamieniło się w karbowane koło, które znalazło zastosowanie najpierw w broni palnej, a następnie w zapalniczkach (ryc. 25).

Ryż. 25. Koło karbowane stosowane w zapalniczce.

A pierwsze zapałki wynalazł w 1830 roku 19-letni francuski chemik Charles Soria. To były zapałki fosforowe. Zapałki te zapalały się nawet w wyniku wzajemnego tarcia w pudełku oraz podczas ocierania się o jakąkolwiek twardą powierzchnię, na przykład podeszwę buta. Zapałki te nie miały zapachu, ale były szkodliwe dla zdrowia, ponieważ biały fosfor jest bardzo trujący.

W 1855 roku szwedzki chemik Lundström zaczął używać nieszkodliwego czerwonego fosforu do produkcji zapałek. Takie zapałki łatwo zapalały się na wcześniej przygotowanej powierzchni i praktycznie nie ulegały samozapłonowi. Pierwszy „szwedzki mecz” Lundströma przetrwał niemal do dziś (ryc. 26).

Ryż. 26. „Szwedzki mecz”.

Na cokół pomnika Piotra Wielkiego w Petersburgu wykorzystano monolityczny blok granitowy o wadze 80 tysięcy funtów.

Blok ten odkrył miejscowy chłop Wiszniakow. Blok nazwano Kamieniem Gromu, ponieważ kiedyś uderzył w niego piorun, strącając duży fragment. Został dostarczony do Petersburga z brzegu Zatoki Fińskiej ze wsi Lahti. Jak w XVIII wieku, nie mając żadnego potężne traktory, żadnych dźwigów, czy ludzie mogliby dokonać takiego cudu? Kamień Gromu przebył drogą lądową około 9 km, a następnie wzdłuż Newy na tratwach został dostarczony do Petersburga. Wydarzenie to zostało upamiętnione specjalnym medalem, na którym wybito napis: „Jak odważny, 1770”. O tej bezprecedensowej operacji, która nie została powtórzona od czasów transportu egipskich zabytków do starożytnego Rzymu, mówiła cała Europa.

Jak to zrobiono?

Bezprecedensowy projekt przeniesienia Kamienia Gromu zlecił kowal z przedstawicieli rządu, który niestety pozostał nieznany. Zaproponował toczenie kamienia na specjalnie odlanych kulach z brązu zamkniętych w saniach. Sanki były dużymi kłodami z wydrążonymi wzdłuż nich rowkami, wewnątrz wyłożonymi miedzią (ryc. 27).

Ryc.27. Przenoszenie Kamienia Grzmotu.

Blok granitowy ustawiono na platformie z kilku rzędów gęsto ułożonych bali, pod którymi znajdowały się rynny z kulami. Chłopi wypędzeni z pobliskich wiosek za pomocą lin i bram przenosili kamień na brzeg. Kilku mężczyzn musiało stale smarować kulki smalcem wołowym i przesuwać je do przodu. Kamień Gromu podróżował w ten sposób drogą lądową przez 120 dni.

Dostarczony do Petersburga i obrobiony przez mistrzów kamieniarskich, stał się pięknym cokołem pod pomnik Piotra (il. 29).

Ryż. 30. Pomnik Piotra I.

Amerykańscy astronauci, członkowie załogi Apollo 12 C. Conrad i A. Bean, twierdzili, że po Księżycu łatwo było chodzić, ale często tracili równowagę, ponieważ nawet przy lekkim przechyleniu do przodu mogli spaść. O stabilności chodu człowieka decyduje siła tarcia między podeszwą buta a podłożem. Ponieważ grawitacja na Księżycu jest sześciokrotnie mniejsza niż na Ziemi, siła tarcia również zmniejsza się sześciokrotnie, a siła mięśni jest taka sama jak na Ziemi. To jakby stać się sześciokrotnie silniejszym na Ziemi. Chodzenie natychmiast zamieni się w skakanie, a stabilność zostanie utracona (ryc. 31).

Ryż. 31. Astronauta na Księżycu.

2.10 Tarcie w życiu roślin i zwierząt

Tarcie odgrywa pozytywną rolę w życiu wielu roślin. Na przykład winorośl, chmiel, groch, fasola i inne rośliny pnące dzięki tarciu mogą przylegać do pobliskich podpór, przytrzymywać się na nich i przyciągać je w stronę światła (ryc. 32). Pomiędzy podporą a trzonkiem powstaje dość duże tarcie, ponieważ łodygi wielokrotnie owijają się wokół podpór i bardzo mocno do nich przylegają.

W roślinach posiadających warzywa korzeniowe, takie jak marchew, buraki, brukiew, siła tarcia na glebie pomaga utrzymać je w glebie. W miarę wzrostu rośliny okopowej zwiększa się nacisk otaczającej ją ziemi, co oznacza, że ​​​​zwiększa się również siła tarcia. Dlatego tak trudno jest wyciągnąć z ziemi duże buraki, rzodkiewki czy rzepę (ryc. 33).

W przypadku roślin takich jak łopian tarcie pomaga w rozprzestrzenianiu się nasion, które mają kolce z małymi haczykami na końcach. Kolce te zaczepiają się o sierść zwierząt i poruszają się wraz z nimi. Nasiona i orzechy grochu, dzięki kulistemu kształtowi i niskiemu tarciu toczenia, łatwo przemieszczają się samodzielnie.

Organizmy wielu żywych stworzeń przystosowały się do tarcia i nauczyły się je zmniejszać lub zwiększać. Ciało ryb jest opływowe i pokryte śluzem, co pozwala im rozwijać się podczas pływania. większa prędkość. Szczeciniasta osłona morsów, fok i lwów morskich pomaga im poruszać się po lądzie i krze lodowej.

U zwierząt i ludzi kości tworzące staw nie stykają się ze sobą; są pokryte chrząstką stawową, która pełni rolę bufora pomiędzy powierzchniami kości (ryc. 34).

Ryż. 34. Staw kostny.

A wzdłuż krawędzi chrząstki przyczepiona jest błona maziowa, która zawiera płyn zmniejszający tarcie między powierzchniami stawowymi. Problem tarcia i zużycia przegubów został rozwiązany przez naturę na poziomie, o jakim trybolodzy mogą tylko pomarzyć. Na przykład codzienne obciążenia ludzkiego stawu biodrowego podczas skoków przekraczają tysiąc niutonów, a tarcie i zużycie są praktycznie nieobecne. Efektem jest bezawaryjna praca przez całe życie!

Podczas działania narządów ruchu zwierząt i ludzi tarcie objawia się jako siła użyteczna.

Aby zwiększyć przyczepność do podłoża, pnie drzew, kończyny zwierząt mają wiele różnych urządzeń: pazury, ostre krawędzie kopyt, kolce podkowy, ciało gadów pokryte jest guzkami i łuskami.

Działanie narządów chwytnych (narządy chwytne chrząszczy, pazury raków, kończyny przednie i ogon niektórych ras małp, trąba słonia) jest również ściśle powiązane z tarciem (ryc. 35).

Ryż. 35. Narządy chwytne różnych zwierząt.

Przecież przedmiot lub istota żywa będzie chwycona tym mocniej, im większe będzie tarcie pomiędzy nim a narządem chwytającym. Wielkość siły tarcia jest bezpośrednio zależna od siły docisku.

Wiele żywych organizmów ma adaptacje, dzięki którym tarcie jest małe podczas poruszania się w jednym kierunku i gwałtownie wzrasta podczas poruszania się odwrotny kierunek. Są to na przykład wełna i łuski, które wyrastają ukośnie do powierzchni skóry. Na tej zasadzie opiera się ruch dżdżownicy (ryc. 36).

Ryż. 36. Dżdżownica.

Włosie skierowane do tyłu umożliwia swobodny ruch korpusu robaka do przodu, ale utrudnia ruch wsteczny. Kiedy ciało się wydłuża, część głowy przesuwa się do przodu, a część ogona pozostaje na miejscu, gdy się kurczy, część głowy jest opóźniona, a część ogona jest przyciągana do niej.

2.11 Świat bez tarć

Jak wyglądałby świat bez tarć?

Wyobraź sobie... że podłoga w Twoim pokoju stała się jeszcze bardziej śliska niż lodowisko; W takim przypadku będziesz miał mgliste pojęcie o chodzeniu po świecie bez tarcia - w takim świecie jest to prawie niemożliwe. Co minutę ludzie upadali i nie mogli wstać. Przecież tylko tarcie (dokładniej: tarcie statyczne) pozwala nam odpychać się stopami, idąc po płaskiej drodze.

Na stole nie byłoby nic: przy najmniejszym przechyleniu wszystko zsunęłoby się na podłogę, ślizgało i toczyło się po niej, próbując dostać się do najniższego miejsca. Tak naprawdę tylko siła tarcia statycznego utrzymuje przedmioty na lekko nachylonym, gładkim stole i podłodze i zapobiega ich przesuwaniu się pod wpływem grawitacji.

Wszystkie węzły zostaną natychmiast rozwiązane; w końcu węzły są utrzymywane na miejscu tylko dzięki tarciu niektórych części liny, koronki lub sznurka o inne.

Wszystkie tkaniny rozpadłyby się na nitki, a nici na maleńkie włókna.

Ale nie tylko niemożliwe byłoby chodzenie po świecie bez tarcia.

Jak na przykład kierowca może zatrzymać swój samochód? Przecież samochód jest spowalniany poprzez dociskanie go do specjalnych bębnów, które obracają się wraz z kołami, klocki hamulcowe(lub taśmy). Niemożliwe byłoby również zawrócenie samochodu w świecie pozbawionym tarcia. Pamiętaj, że na oblodzonej nawierzchni samochód nie tylko „ślizga się”, ale także nie słucha kierownicy. Bez tarcia samochodu nie tylko nie można zatrzymać ani skręcić, ale w ogóle nie można go zmusić do toczenia. Silnik napędza tylne koła napędowe samochodu. Jednak w świecie pozbawionym tarcia obracające się koła napędowe samochodu „ślizgają się”, co często zdarza się zimą na oblodzonej drodze. Aby koła mogły się toczyć, muszą ocierać się o jezdnię.

W świecie bez tarcia nie byłoby możliwe zbudowanie czegokolwiek ani wyprodukowanie czegokolwiek: wszystkie gwoździe wypadłyby ze ścian, ponieważ wbity gwóźdź utrzymuje się w miejscu tylko dzięki tarciu o drewno. Wszystkie śrubki, sworznie, wkręty zostałyby odkręcone przy najmniejszym uderzeniu - utrzymują się na miejscu jedynie dzięki obecności tarcia statycznego.

Zbudowanie najprostszej maszyny byłoby niemożliwe. Pasy napędowe biegnący od koła pasowego do koła pasowego i przenoszący obroty z silników na maszyny i maszyny, natychmiast by wyskoczył: w końcu to tarcie powoduje, że pasek nałożony na koło napędowe porusza się wraz z nim.

A bez tarcia cieczy życie na Ziemi byłoby trudne. Ze względu na nierównomierne nagrzewanie przez Słońce różnych części powierzchni Ziemi, powietrze nad nimi nie jest jednakowo gęste. Gęstsze powietrze z zimnych miejsc przemieszcza się do cieplejszych miejsc, wypierając stamtąd ogrzane powietrze. Występuje ruch powietrza - wiatr. Ale w obecności tarcia wewnętrznego (lepkości) ruch powietrza zostaje spowolniony, a wiatr prędzej czy później ustaje. W świecie pozbawionym tarcia wiatry wiałyby z niewiarygodną prędkością.

Rzeki wypływające z gór nie byłyby spowalniane przez brzegi i dno. Woda w nich płynęłaby coraz szybciej i z wściekłą siłą atakowała zakola brzegów, powodując ich erozję i niszczenie. Bloki wpadające do wody (na przykład podczas erupcji wulkanu) powodowałyby fale, które szalałyby bez ustąpienia - wszak zniknęło tarcie wewnętrzne pomiędzy warstwami wody, które je wcześniej uspokajały, a także tarcie o brzegi i dno ! Ogromne fale na morzach i oceanach, raz uformowane, nigdy nie opadną.

Obraz świata bez tarcia: ogromne bloki kamienia pełzające bez hamowania ze zboczy gór na równiny, rozpadające się piaszczyste wzgórza... Wszystko, co może się poruszać, będzie się ślizgać i toczyć, aż znajdzie się na najniższym możliwym poziomie.

Być może jednym z najbardziej użytecznych zjawisk naturalnych, które umożliwiają nam istnienie, jest tarcie?

Wniosek

W swojej pracy starałem się zrozumieć przyczyny tarcia. Byłem zdumiony, jak różnorodne i czasami nieoczekiwane tarcia manifestują się w naszym otoczeniu. Tarcie pojawia się tam, gdzie nawet tego nie podejrzewamy. Gdyby ze świata nagle zniknęło tarcie, wiele zwyczajnych zjawisk przebiegałoby zupełnie inaczej. Żadne ciała, czy to wielkości głazu, czy małe jak ziarenka piasku, nigdy nie będą w stanie spocząć na sobie: wszystko będzie się ślizgać i toczyć, aż znajdzie się na tym samym poziomie. Bez tarcia Ziemia byłaby kulą bez nieregularności, jak kropla rosy. Do tego możemy dodać, że gdyby nie było tarcia, gwoździe i śruby wypadałyby ze ścian, ani jednej rzeczy nie dałoby się utrzymać w rękach, żaden wicher nie ustałby, żaden dźwięk nie ustałby, ale odbijałby się echem bez końca, rozbrzmiewając bez przerwy np. ze ścian pokoju.

Im więcej czytałem o tarciu, tym bardziej złożone wydawały mi się jego prawa.

Okazało się, że nie udało mi się wyjawić wszystkich tajemnic tarcia. Ale praca, którą wykonałem, skłoniła mnie do zastanowienia się nad wieloma pytaniami.

Bibliografia

1. LP Lisowski. „Tarcie w przyrodzie i technologii”, czasopismo. "Kwant".

Deryagin B.V. Co to jest tarcie? M.: Wydawnictwo. Akademia Nauk ZSRR, 1963.

Kragelsky I.V., Shchedrov V.S. Rozwój nauki o tarciu. Tarcie suche. M.: Wydawnictwo. Akademia Nauk ZSRR, 1956.

Frolov, K.V. (red.) Nowoczesna trybologia: wyniki i perspektywy. ŁKI, 2008.

Silin AA „Tarcie i my” 1987.

Zasoby internetowe:

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D2%F0%E5%ED%E8%E5#.D0.9B.D0.B8.D1.82.D0.B5.D1.80.D0.B0. D1.82.D1.83.D1.80.D0.B0

://www.home-edu.ru/user/f/00001491/profil/Les_pr_15/Les_pr_15_4.htm

MIEJSKA INSTYTUCJA EDUKACYJNA „SHAHOVSKAYA GYMNASIUM” Streszczenie fizyki Tarcie: szkodliwe,

Więcej prac

Szkody i korzyści wynikające z tarcia?

Odpowiedzi:

Jeśli spróbujesz przenieść ciężką szafę pełną rzeczy, to jakimś cudem od razu stanie się jasne, że nie jest to takie proste i że coś wyraźnie przeszkadza w słusznej sprawie, czyli uporządkowaniu. A ruch będzie utrudniany jedynie przez pracę siły tarcia, której uczymy się na lekcjach fizyki w siódmej klasie. Na każdym kroku, w dosłownym tego słowa znaczeniu, spotykamy się z tarciami. Bardziej trafne byłoby stwierdzenie, że bez tarcia nie możemy nawet zrobić kroku, ponieważ to siły tarcia utrzymują nasze stopy na powierzchni. Każdy z nas wie, co to znaczy chodzić po bardzo śliskiej powierzchni - po lodzie, jeśli w ogóle można ten proces nazwać chodzeniem, czyli od razu dostrzegamy oczywiste zalety sił tarcia, zanim jednak zaczniemy mówić o korzyściach lub szkodach sił tarcia, zastanówmy się, czym jest siła tarcia w fizyce. Oddziaływanie zachodzące w miejscu styku dwóch ciał i uniemożliwiające ich względny ruch nazywa się tarciem. A siła charakteryzująca tę interakcję nazywa się siłą tarcia.

Podobne pytania

• Z rzędu skóry złóż rzekę. Żółty, zwoje, biały, więdnący, winorośl, deska, zamknięcie, czek. Nie, cześć, stary. Po złożeniu przysięgi musisz trzymać się i nie niszczyć swojej duszy.
• Pomóżcie mi wypełnić tabelkę: Kształt i kolor Obecność jądra (nie wiem tylko w przypadku leukocytów) Czerwone krwinki Leukocyty Płytki krwi
• PROSZĘ POMÓŻ NAYI MORFEMY, EPITETY, PORÓWNANIA W WIERSZU TYUTCZEWA WODY ŹRÓDŁE WODY WIOSENNE Na polach śnieg jest jeszcze biały, a na wiosnę wody szumią - Biegną i budzą senny brzeg, Biegną, świecą i mówią ... Mówią ze wszystkich stron: "Nadchodzi wiosna, nadchodzi wiosna, Jesteśmy młodymi posłańcami wiosny, Ona wysłała nas naprzód! Idzie wiosna, nadchodzi wiosna, A w ciche, ciepłe dni maja róż , za nią radośnie tańczą jasne okrągłe tłumy!..”
• PIERWSZA POWIERZCHNIA DZIAŁKI TO 215 M² TO 98 M² MNIEJ NIŻ DRUGA DZIAŁKA I 57 M² WIĘCEJ NIŻ TRZECIA DZIAŁKA. JAKA JEST POWIERZCHNIA WSZYSTKICH TERENÓW?
• Jak wygląda kostka przestrzenna??? Odpowiedź proszę!
• Musisz podzielić tekst na akapity. Musisz podzielić tekst na akapity. Ciepły zimowy dzień. Na ziemi leży miękki śnieg. Kuropatwy z łatwością robiły dziury w śniegu. Ptaki nurkowały tam na noc. W nocy było mroźno. Przenikliwy mróz zmroził śnieg. Pojawiła się śliska i twarda lodowa skorupa śniegu. Rano obudziły się kuropatwy. Chcieli wystartować – nad głowami był lód mocny jak szkło. Jak ptaki zdobywają pożywienie? Szare kuropatwy wykrwawiają głowy na lodzie, aby uciec przed pokrywą lodową
• proszę rozbić słowo
• W jakim przykładzie jednostka frazeologiczna jest środkiem wyrazistej mowy? 1) Ale ten kundel uczciwie służył swoim panom: strzegła ogrodu, bawiła się z dziećmi i była gotowa rzucić się na każdego, kto odważył się ich obrazić. 2) Zauważywszy osobę z daleka, zatrzymała się, przyjrzała się uważnie, po czym dogoniła i powąchała. 3) Droga zaprowadziła ją na szosę, a ona biegła i biegła, dokąd tylko mogła... 4) Już dawno wyzdrowiał, ale nie miał zamiaru nas opuszczać, chociaż mógł to zrobić swobodnie, bo tam były dużo połamanych desek w naszym drewnianym płocie.

Dlaczego występuje tarcie, na co wpływa, od czego zależy siła tarcia? I wreszcie, czy tarcie jest przyjacielem czy wrogiem?

Co to jest siła tarcia?

Po krótkim rozbiegu możesz biec po oblodzonej ścieżce. Ale spróbuj to zrobić na zwykłym asfalcie. Jednak nie warto próbować. Nic nie wyjdzie. Winowajcą Twojej awarii będzie bardzo duża siła tarcia. Z tego samego powodu trudno jest przenieść masywny stół lub, powiedzmy, fortepian.

W miejscu styku dwóch ciał zawsze zachodzi interakcja, co uniemożliwia ruch jednego ciała na powierzchni drugiego. Nazywa się to tarciem. A wielkością tej interakcji jest siła tarcia.

Rodzaje sił tarcia

Wyobraźmy sobie, że musisz przenieść ciężką szafkę. Twoje siły najwyraźniej nie są wystarczające. Zwiększmy siłę „ścinającą”. Jednocześnie wzrasta siła tarcia pokój. I jest skierowany na bok ruch przeciwny gabinet Wreszcie siła „ścinająca” „wygrywa” i szafka odsuwa się. Teraz siła tarcia zaczyna działać poślizg. Jest ona jednak mniejsza niż siła tarcia statycznego i znacznie łatwiej jest przesunąć szafkę dalej.

Oczywiście musiałeś patrzeć, jak 2-3 osoby przewracają się na bok ciężki samochód z nagle zgaszonym silnikiem. Osoby pchające samochód nie są siłaczami, siła tarcia działa po prostu na koła samochodu walcowanie. Ten rodzaj tarcia występuje, gdy jedno ciało toczy się po powierzchni drugiego. Piłka, okrągły lub fasetowany ołówek, koła pociągu itp. mogą się toczyć. Ten rodzaj tarcia jest znacznie mniejszy niż siła tarcia ślizgowego. Dlatego bardzo łatwo jest przenosić ciężkie meble, jeśli są wyposażone w koła.

Ale w tym przypadku siła tarcia jest skierowana przeciwko ruchowi ciała, dlatego zmniejsza prędkość ciała. Gdyby nie jego „szkodliwy charakter”, po przyspieszeniu na rowerze czy rolkach można by cieszyć się jazdą w nieskończoność. Z tego samego powodu samochód z wyłączonym silnikiem będzie przez jakiś czas poruszał się na zasadzie bezwładności, po czym się zatrzyma.

Pamiętaj więc, że istnieją 3 rodzaje sił tarcia:

• tarcie ślizgowe;
• tarcie toczne;
• tarcie statyczne.

Szybkość zmiany prędkości nazywa się przyspieszeniem. Ponieważ jednak siła tarcia spowalnia ruch, przyspieszenie to będzie miało znak minus. Słusznie byłoby powiedzieć Pod wpływem tarcia ciało porusza się z opóźnieniem. Aby zmniejszyć tarcie, narciarze smarują narty specjalnymi maściami, które zwiększają prędkość podczas jazdy. Lodowiska używane przez łyżwiarzy szybkich lub łyżwiarzy figurowych są okresowo podlewane i czyszczone, także w celu zmniejszenia tarcia.

Jaka jest natura tarcia

Jeśli weźmiemy pod uwagę gładka powierzchnia wypolerowany stół lub lód przez szkło powiększające, wtedy dostrzeżesz drobne nierówności, do których przylega ciało, ślizgając się lub tocząc po jego powierzchni. Przecież ciało poruszające się po tych powierzchniach również ma podobne występy.

W punktach styku cząsteczki zbliżają się tak blisko, że zaczynają się przyciągać. Ale ciało nadal się porusza, atomy oddalają się od siebie, wiązania między nimi pękają. Powoduje to, że atomy uwolnione od przyciągania wibrują. W przybliżeniu sposób, w jaki oscyluje sprężyna uwolniona od napięcia. Postrzegamy te wibracje cząsteczek jako ogrzewanie. Dlatego tarciu zawsze towarzyszy wzrost temperatury stykających się powierzchni.

Oznacza to, że istnieją dwie przyczyny powodujące to zjawisko:

• nierówności na powierzchni stykających się ciał;
• siły przyciągania międzycząsteczkowego.

Od czego zależy siła tarcia?

Prawdopodobnie zauważyłeś nagłe hamowanie sań, gdy zsuwają się one na piaszczysty teren. I jeszcze jedno ciekawe spostrzeżenie: gdy na sankach będzie jedna osoba, zjedzie ona w jedną stronę w dół górki. A jeśli dwóch przyjaciół zsunie się razem, sanki zatrzymają się szybciej. Zatem siła tarcia wynosi:

• zależy od materiału stykających się powierzchni;
• ponadto tarcie wzrasta wraz ze wzrostem masy ciała;
• działa w kierunku przeciwnym do ruchu.

Wspaniała nauka fizyki jest również dobra, ponieważ wiele zależności można wyrazić nie tylko słowami, ale także w formie specjalnych znaków (wzórów). Dla siły tarcia wygląda to następująco:

Ftr = µN

Ftr - siła tarcia.

µ - współczynnik tarcia, który odzwierciedla zależność siły tarcia od materiału i czystości jego obróbki. Powiedzmy, że jeśli metal toczy się po metalu µ = 0,18, jeśli jeździsz na łyżwach po lodzie µ = 0,02 (współczynnik tarcia jest zawsze mniejszy niż jeden);

N jest siłą działającą na podporę (siła reakcji podpory). Jeśli ciało leży na poziomej powierzchni, siła ta jest równa ciężarowi ciała. W przypadku płaszczyzny pochyłej jest to mniejszy ciężar i zależy od kąta nachylenia. Im bardziej stroma zjeżdżalnia, tym łatwiej jest zjechać i tym dłużej można jeździć.

A obliczając siłę tarcia statycznego szafki za pomocą tego wzoru, dowiemy się, jaką siłę należy przyłożyć, aby przenieść ją z miejsca.

Praca siły tarcia

Jeśli na ciało działa siła, pod wpływem której ciało się porusza, to praca jest zawsze wykonywana. Praca siły tarcia ma swoją charakterystykę: w końcu nie powoduje ruchu, ale mu zapobiega. Dlatego praca, którą wykonuje, jest zawsze będzie ujemna, tj. ze znakiem minus, niezależnie od tego, w którą stronę porusza się ciało.

Tarcie jest przyjacielem lub wrogiem

Siły tarcia towarzyszą nam wszędzie, przynosząc wymierne szkody i... ogromne korzyści. Brak tarcia Nie będziemy w stanie zrobić ani jednego kroku. W końcu to tarcie pomaga nam odbić się od podłoża podczas chodzenia. Teraz jest jasne, dlaczego zimą śliskie drogi posypuje się piaskiem lub popiołem, aby nikt na nie nie spadł. Niektórzy wynalazcy i innowatorzy wpadli nawet na pomysł przyklejenia kawałków papieru ściernego do podeszew butów zimowych i botków, aby zwiększyć siłę tarcia.

Jednocześnie czasami tarcie powoduje znaczne szkody. Ludzie nauczyli się zmniejszać i zwiększać tarcie, czerpiąc z tego ogromne korzyści. Na przykład wynaleziono koła do ciągnięcia ciężkich ładunków, zastępując tarcie ślizgowe toczeniem, które jest znacznie mniejsze niż tarcie ślizgowe.

Ponieważ toczące się ciało nie musi łapać wielu małych nierówności powierzchni, jak wtedy, gdy ciała się ślizgają. Następnie koła zostały wyposażone w opony z głębokim wzorem (bieżnikiem).

Czy zauważyłeś, że wszystkie opony są gumowe i czarne?

Okazuje się, że guma dobrze trzyma koła na drodze, a dodany do gumy węgiel nadaje jej czarny kolor oraz niezbędną sztywność i wytrzymałość. Dodatkowo w razie wypadku na drodze pozwala zmierzyć drogę hamowania. Przecież podczas hamowania opony zostawiają wyraźny czarny ślad.

Jeśli to konieczne, zmniejszyć tarcie, użyć oleje smarowe i suche smar grafitowy. Niezwykłym wynalazkiem było stworzenie różne rodzajeŁożyska kulkowe. Są stosowane w szerokiej gamie mechanizmów, od rowerów po najnowsze samoloty.

Czy w cieczach występuje tarcie?

Kiedy ciało pozostaje w wodzie, tarcie z wodą nie występuje. Ale gdy tylko zacznie się poruszać, pojawia się tarcie, tj. Woda stawia opór ruchowi wszelkich znajdujących się w niej ciał.

Oznacza to, że brzeg, tworząc tarcie, „spowalnia” wodę. A ponieważ tarcie wody o brzeg zmniejsza jej prędkość, nie należy wpływać na środek rzeki, ponieważ nurt jest tam znacznie silniejszy. Ryby i zwierzęta morskie są ukształtowane w taki sposób, aby tarcie ich ciał z wodą było minimalne. Projektanci zapewniają to samo usprawnienie okrętom podwodnym.

Siła tarcia nieustannie towarzyszy nam przez całe życie, podobnie jak siła grawitacji. W niektórych miejscach stwarza to dla nas niedogodności, a w innych nie możemy się bez tego obejść. Ale tak czy inaczej, istnieje, a naszym zadaniem jest nauczenie się korzystania z praw fizycznych, aby nasze życie stało się wygodniejsze i wygodniejsze.