Sposoby zmniejszania siły tarcia. „Tarcie jest pożyteczne i szkodliwe. Sposoby zwiększania i zmniejszania siły tarcia

Czy zastanawiałeś się kiedyś, dlaczego Twoje dłonie stają się ciepłe, gdy pocierasz je o siebie, lub dlaczego możesz rozpalić ogień, pocierając o siebie dwa kawałki drewna? Odpowiedzią jest tarcie! Gdy dwa ciała poruszają się względem siebie, pojawia się siła tarcia uniemożliwiająca taki ruch. Tarcie może spowodować uwolnienie energii w postaci ciepła, ogrzanie rąk, wzniecenie ognia i tak dalej. Im większe tarcie, tym więcej uwalnianej energii, więc zwiększając tarcie pomiędzy ruchomymi częściami układu mechanicznego, wytworzysz całkiem sporo ciepła!

Kroki

Powierzchnie trących się ciał

Kiedy dwa ciała poruszają się względem siebie, mogą wystąpić trzy następujące procesy: nierówności na powierzchni ciał zakłócają ruch ciał względem siebie; w wyniku takiego ruchu jedna lub obie powierzchnie ciał mogą ulec odkształceniu; atomy każdej powierzchni mogą oddziaływać ze sobą. Wszystkie powyższe procesy biorą udział w występowaniu tarcia. Dlatego, aby zwiększyć tarcie, wybierz materiały o powierzchni ściernej (na przykład papier ścierny), o odkształcalnej powierzchni (na przykład guma) lub o powierzchni o właściwościach adhezyjnych (na przykład lepkiej).

Mocniej dociśnij ciała do siebie, aby zwiększyć tarcie, gdyż siła tarcia jest proporcjonalna do siły działającej na ciała trące (siła skierowana prostopadle do kierunku ruchu ciał względem siebie).

Jeśli jedno ciało jest w ruchu, zatrzymaj je. Do tej pory rozważaliśmy tarcie ślizgowe, które występuje, gdy ciała poruszają się względem siebie. Tarcie ślizgowe jest znacznie mniejsze niż tarcie statyczne, czyli siła, którą należy pokonać, aby wprawić w ruch dwa stykające się ciała. Dlatego trudniej jest przenieść ciężki przedmiot, niż kontrolować go, gdy już się porusza.

• Wykonaj prosty eksperyment, aby zrozumieć różnicę między tarciem ślizgowym a tarciem statycznym. Umieść krzesło na gładkiej podłodze (nie na dywanie). Upewnij się, że na nogach krzesła nie ma gumowych lub innych podkładek zapobiegających przesuwaniu się. Popchnij krzesło, aby je przesunąć. Zauważysz, że gdy krzesło jest w ruchu, łatwiej jest je pchać, ponieważ tarcie ślizgowe między krzesłem a podłogą jest mniejsze niż tarcie statyczne.

1. Pozbądź się smaru pomiędzy dwiema powierzchniami, aby zwiększyć tarcie. Smary (oleje, wazelina itp.) znacznie zmniejszają siłę tarcia pomiędzy trącymi się ciałami, ponieważ współczynnik tarcia pomiędzy ciałami stałymi jest znacznie większy niż współczynnik tarcia pomiędzy ciałem stałym a cieczą.

   • Wypróbuj prosty eksperyment. Pocieraj suche dłonie, a zauważysz, że ich temperatura wzrasta (stają się cieplejsze). Teraz zwilż ręce i potrzyj je ponownie. Teraz nie tylko łatwiej będzie Ci pocierać dłonie, ale też będą się one mniej (lub wolniej) nagrzewać.

2. Pozbądź się łożysk, kół i innych ciał tocznych, aby pozbyć się tarcia tocznego i uzyskać tarcie ślizgowe, które jest znacznie większe niż pierwsze (więc toczenie jednego ciała względem drugiego jest łatwiejsze niż jego pchanie/ciągnięcie).

   • Wyobraź sobie na przykład, że umieszczasz ciała o tej samej masie w saniach i na wózku kołowym. Wózek z kołami jest znacznie łatwiejszy w prowadzeniu (tarcie toczne) niż sanki (tarcie ślizgowe).

3. Zwiększ lepkość płynu, aby zwiększyć siłę tarcia. Tarcie występuje nie tylko podczas poruszania się ciał stałych, ale także cieczy i gazów (odpowiednio wody i powietrza). Tarcie pomiędzy cieczą a ciałem stałym zależy od kilku czynników, np. lepkości cieczy – im wyższa lepkość cieczy, tym większa siła tarcia.

   Ciągnąć

   1. Zwiększ powierzchnię ciała. Jak wspomniano powyżej, gdy ciała stałe poruszają się w cieczach i gazach, powstaje również siła tarcia. Siła uniemożliwiająca ruch ciał w cieczach i gazach nazywa się oporem (czasami nazywanym oporem powietrza lub oporem wody). Opór jest większy wraz ze wzrostem powierzchni ciała, która jest skierowana prostopadle do kierunku ruchu ciała przez ciecz lub gaz.

      • Przykładowo, weź granulkę o masie 1 g i kartkę papieru o tej samej masie i puść je w tym samym czasie. Pellet natychmiast spadnie na podłogę, a kartka papieru będzie powoli opadać. Tutaj wyraźnie widać zasadę oporu – powierzchnia papieru jest znacznie większa od powierzchni pelletu, przez co opór powietrza jest większy i papier wolniej opada na podłogę.

   2. Użyj kształtu ciała o wysokim współczynniku oporu. Na podstawie powierzchni ciała skierowanej prostopadle do ruchu, opór czołowy można ocenić jedynie w sposób ogólny. Ciała różne kształty oddziałują z cieczami i gazami na różne sposoby (kiedy ciała poruszają się w gazie lub cieczy). Na przykład okrągła płaska płyta ma większy opór niż okrągła kulista płyta. Wielkość charakteryzującą opór ciał o różnych kształtach nazywa się współczynnikiem oporu.

      Używaj mniej opływowych korpusów. Zazwyczaj duże ciała sześcienne mają duży opór. Takie ciała mają kąty proste i nie zwężaj się ku końcowi. Z drugiej strony opływowe korpusy mają zaokrąglone krawędzie i zwykle zwężają się ku końcowi.

   3. Używaj korpusów bez otworów przelotowych. Każdy otwór przelotowy w korpusie zmniejsza opór, umożliwiając przepływ powietrza lub wody przez otwór (otwory zmniejszają powierzchnię korpusu prostopadłą do ruchu). Im większe otwory przelotowe, tym mniejszy opór. Właśnie dlatego spadochrony, które zaprojektowano tak, aby powodowały duży opór (w celu spowolnienia prędkości spadania), są wykonane z mocnego, lekkiego jedwabiu lub nylonu, a nie z gazy.

      • Na przykład możesz zwiększyć prędkość rakietki do ping-ponga, jeśli wywiercisz w niej kilka otworów (aby zmniejszyć powierzchnię rakietki, a tym samym zmniejszyć opór).

   4. Zwiększ prędkość ciała, aby zwiększyć opór (dotyczy to ciał o dowolnym kształcie i wykonanych z dowolnego materiału). Im większa prędkość obiektu, tym większa objętość cieczy lub gazu, przez którą musi przejść, i tym większy opór. Ciała poruszające się z bardzo dużymi prędkościami doświadczają ogromnego oporu, dlatego muszą być usprawnione; w przeciwnym razie siła oporu ich zniszczy.

      • Weźmy na przykład Lockheed SR-71, eksperymentalny samolot rozpoznawczy zbudowany w latach zimna wojna. Samolot ten mógł latać z dużą prędkością M = 3,2 i pomimo opływowego kształtu napotykał ogromny opór (tak duży, że metal, z którego wykonano kadłub samolotu, pod wpływem ogrzewania pod wpływem tarcia rozszerzał się).
   • Pamiętaj, że tarcie uwalnia dużo energii w postaci ciepła. Np. nie dotykaj klocków hamulcowych samochodu bezpośrednio po hamowaniu!
   • Weź pod uwagę, że wysoka wytrzymałość opór może doprowadzić do zniszczenia ciała poruszającego się w cieczy. Na przykład, jeśli podczas rejsu łodzią umieścisz kawałek sklejki w wodzie (tak, aby jego powierzchnia była skierowana prostopadle do ruchu łodzi), najprawdopodobniej sklejka pęknie.

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.

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 samochody mają jeden wspólną cechą: w każdym z nich na pewno coś się obróci. I wszędzie jest nierozłączna para – oś i jej podpora – łożysko

Ponieważ siły tarcia tocznego są znaczne mniejsza siła tarcie ślizgowe, wówczas w maszynach i mechanizmach w większości przypadków łożyska ślizgowe zastępuje się łożyskami tocznymi.

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 mocno 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 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 to warstwa sprężonego powietrza znajdująca się pod spodem pojazd, który unosi go nad powierzchnię wody lub ziemi. 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.

Pierwszą ideę 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 na poduszce powietrznej – warstwie sprężonego powietrza.

Abstrakcyjny lekcja otwarta w 7 klasie na ten temat

„Tarcie jest pożyteczne i szkodliwe. Metody zwiększania i zmniejszania siły tarcia.”
W ramach seminarium regionalnego

Wprowadzenie do kursu „Elementy fizyki w życiu codziennym i w pracy” as Innowacyjna technologia w system edukacji studentów szkoły poprawcze Gatunek VIII

04.12.2013

Nauczyciel BRYKSINA E. S.
Cel: kontynuuj poznawanie siły tarcia, ucz się sposobów zwiększania i zmniejszania siły tarcia.
Typ lekcji: połączone.
Cele Lekcji:
Edukacyjny : rozwijanie umiejętności pracy z urządzeniami fizycznymi,

umiejętność samodzielnego wyciągania wniosków.

Edukacyjny: naucz się dostrzegać związek pomiędzy tym, czego się nauczyłeś

materiał teoretyczny i zjawiska w życiu.

Edukacyjny: rozwój pragnienia wiedzy.

Sprzęt:
Blok, zestaw odważników, linijki, dynamometry, okrągłe patyczki, paski papieru ściernego, karty do Praca indywidualna, laptop, projektor multimedialny, ekran.

Struktura lekcji:

1. 
   Moment organizacyjny i przygotowanie do lekcji.
2. 
   Powtórzenie wcześniej przestudiowanego materiału.
3. 
   
4. 
   Nauka nowego materiału.
5. 
   Korekta w procesie zdobywania nowej wiedzy.
6. 
   Konsolidacja nowego materiału.
7. 
   Zreasumowanie.
8. 
   Ogłoszenie o zadaniu domowym.
9. 
   Wnioski z lekcji.

1. Moment organizacyjny

Powitanie gości. Podaj temat i cel lekcji.

Dzisiaj na naszej lekcji mamy wielu gości. Powitajmy ich. Usiedli cicho. Spojrzeliśmy na siebie, uśmiechnęliśmy się i życzyliśmy powodzenia. Zacznijmy pracować.

Powiedz mi imię temat ogólny które studiujemy? (Siła)

O jakiej mocy dowiedzieliśmy się na poprzedniej lekcji? (z siłą tarcia).

Dziś kontynuujemy naszą znajomość siły tarcia. Temat naszej dzisiejszej lekcji brzmi: „Tarcie, pożyteczne i szkodliwe. Metody zwiększania i zmniejszania siły tarcia.”
2. Powtórzenie wcześniej przestudiowanego materiału.

Kiedy pojawia się siła tarcia? W jakim kierunku jest zwrócony? (kiedy jedno ciało porusza się po powierzchni drugiego, skierowane przeciwnie do ruchu).

Podaj przyczyny występowania siły tarcia.

a) chropowatość powierzchni

b) wzajemne przyciąganie cząsteczek.
- Jakie znasz rodzaje tarcia? (tarcie ślizgowe, tarcie toczne, tarcie statyczne).
Więc, Na świecie istnieje siła tarcia,

To robi dużą różnicę!

Wyróżnia się trzy rodzaje tarcia: ślizgowe, spoczynkowe i toczne.

Wszystkie są bardzo ważne

A na tym świecie oczywiście są potrzebne!
- Kiedy powstaje siła tarcia ślizgowego? (kiedy jedno ciało ślizga się po powierzchni drugiego), podaj przykłady.

Kiedy powstaje siła tarcia tocznego? (Jeśli jedno ciało toczy się po powierzchni drugiego, podaj przykłady.

Co oznacza siła tarcia statycznego? (Jest to siła uniemożliwiająca poruszanie się obiektu) – podaj przykład.
Przygotowane karty sygnałowe (znajdują się w Waszych zeszytach)

Wzięliśmy kartę nr 1. Zadanie: podpisz pod rysunkami rodzaje tarcia.

Rodzaje tarcia

tarcie statyczne

tarcie toczne

tarcie ślizgowe

(przegląd frontalny z wykorzystaniem obrazków: podaj przykłady dla każdego rodzaju tarcia, wklejając karty do zeszytu).

Przygotuj palce. Ugniatajmy je i pocierajmy. Jakiego rodzaju tarcia obserwujemy teraz? (tarcie ślizgowe). (wklej kartę do zeszytu).

Tarcie jest znaną, ale tajemniczą siłą.

Tarcie może być korzystne i szkodliwe.
Powiedz mi, kiedy tarcie nam pomaga? ( użyteczne tarcie)

Podczas chodzenia

Trzymaj przedmioty

Zatrzymanie samochodu

Rozpoczęcie ruchu samochodu

Podczas pisania

Umyj zęby

Załóż bandaż

Nosić ubrania

Rozpal ogień itp.

Kiedy przeszkadza nam tarcie? ( szkodliwe tarcie)

Ruchome części maszyny nagrzewają się i zużywają

Skrzypiące drzwi i podłoga

Modzele na stopach i dłoniach

Ból stawu
Wzięliśmy kartę nr 2. Przyjrzyj się uważnie swoim rysunkom i powiedz mi: gdzie widzisz tarcie użyteczne, a gdzie szkodliwe? (odpowiedz w łańcuszku) Pod zdjęciami piszą, czy tarcie jest szkodliwe, czy pożyteczne. (badanie frontalne na podstawie zdjęć). Wklej kartkę do zeszytu.
Tarcie jest dobre i złe

____________ ________________________

zużycie mechanizmu ____ _____________________

__________________ _____________________

1. 
   Przygotowanie do percepcji nowego materiału.

Powtarzaliśmy rodzaje tarcia, pamiętając, kiedy tarcie może być przydatne, a kiedy może być szkodliwe.

Dzisiaj poznamy sposoby zwiększania i zmniejszania tarcia.

Przecież dwa najważniejsze wynalazki człowieka to

Koło i rozpalanie ognia są precyzyjnie połączone

Z chęcią zwiększenia lub zmniejszenia tarcia.
Wiadomo, że tarcie jest wielkością fizyczną.

Powtórzmy, w jakich jednostkach mierzy się siłę? (w Newtonach)

Od kogo pochodzi nazwa jednostki siły?

Jaka litera oznacza siłę (F)

- Jak nazywa się urządzenie do pomiaru siły? (dynamometr).

Jaka jest cena podziału hamowni? (1\10 N) (powtórz regułę wyznaczania ceny podziału hamowni)

Teraz empirycznie porównamy tarcie ślizgowe i tarcie toczne.

Wziął kartę nr 3

Demonstracja doświadczenia: po stole porusza się wózek (do góry nogami) z ładunkiem z dołączoną hamownią. Jaki rodzaj tarcia obserwujesz? (tarcie ślizgowe). Jaka jest siła tarcia ślizgowego? (Za pomocą dynamometru wyznaczamy siłę tarcia ślizgowego).

Jeśli trudno jest poruszyć ciałem

Tarcie można zmniejszyć.

Ludzkość wynalazła koło dawno temu.

Występuje tarcie, tarcie toczne.

Odwracamy wózek i stawiamy go na kołach wraz z ładunkiem. Jaki rodzaj tarcia obserwujesz? ( Występuje tarcie, tarcie toczne).

Za pomocą dynamometru wyznaczamy siłę tarcia tocznego.

Co jest łatwiejsze: toczenie czy przesuwanie?

Na poniższej kartce zapisano wniosek: ………..

Czy zastępując tarcie ślizgowe tarciem tocznym, zwiększamy czy zmniejszamy siłę tarcia?

Praca praktyczna nr 1

Porównanie tarcia ślizgowego i tarcia tocznego

Wniosek: tarcie tocznemniej więcej tarcie ślizgowe.

Teraz ustalisz zależność siły tarcia od materiału powierzchniowego.

Wziął kartę nr 4
Praca praktyczna nr 2

Zależność siły tarcia od materiału powierzchni.

Wniosek: Im większa chropowatość powierzchni, tym mniej więcej siła tarcia.
-Którym ciałem fizycznym się poruszysz? (bar)

Po jakich powierzchniach będziesz przesuwał klocek?

Położyliśmy przed sobą drewnianą linijkę, położyliśmy na niej klocek, zaczepiliśmy hamownię i przesunęliśmy klocek. Wartość siły zapisaliśmy w tabeli.

Teraz zmierz siłę tarcia, gdy blok przesuwa się po papierze ściernym.

Porównaj siły tarcia i wyciągnij wnioski (wklej tabele do zeszytu).

Fizminutka

Abyśmy się nie zmęczyli

Musimy dać organizmowi odpocząć.

Szybko Cię dogonimy

I jeszcze wrócimy na miejsce.

Rozcieramy mięśnie ud

Zapamiętamy tarcie

Korzyścią jest tutaj tarcie

Od tarcia ślizgowego.

Rozciągamy mięśnie ramion

Tarcie, pamiętaj jeszcze raz

Złączmy razem dłonie

Wystąpi tarcie statyczne.
Usiedliśmy w ciszy i kontynuowaliśmy naukę o sposobach zwiększania i zmniejszania tarcia.
jeśli tarcie jest przydatne, to jest zwiększane:

W czasie oblodzenia posyp ścieżki piaskiem

Podeszwy butów zimowych są żebrowane (obuwie sportowe)

Opony na kołach (opony letnie i zimowe)

Gimnastycy i ciężarowcy przed występami pocierają ręce talkiem

Maty gumowe, uchwyty narzędzi, żebrowana powierzchnia zaczepu, szczypce itp.

jeśli tarcie jest szkodliwe, to ulega zmniejszeniu:
- wypolerować powierzchnie igły do ​​szycia, igły medyczne, instrumenty

Dodaj smary i oleje

Łożyska (kulkowe i wałeczkowe) są stosowane (gdzie?) (w samochodach, tokarkach, silnikach elektrycznych, rowerach itp.)
Ćwiczenia oczu:

Nie marnuj czasu

I powtarzaj ruchy

Ciepło powstałe w wyniku tarcia pomoże naszemu wzrokowi.
Karta nr 5 sposobów na zmniejszenie i zwiększenie siły tarcia (wklej do zeszytu)

1. 
   Zmniejszenie chropowatości powierzchni.
2. 
   Nakładanie lubrykantu.
3. 
   Zastąpienie siły tarcia ślizgowego siłą tarcia tocznego.
4. 
   Zastosowanie łożysk.

1. 
   Zwiększona chropowatość powierzchni.
2. 
   Zwiększony nacisk na powierzchnię.

TEST(karta nr 6)
Test
1) Jaka siła uniemożliwia przesuwanie się ciężkiej szafki?

A. Siła tarcia ślizgowego B.Statyczna siła tarcia. B. Grawitacja

2) Podczas smarowania powierzchni trących siła tarcia….

W . Zmniejsza się

3) Gdy jest lód, chodniki posypuje się piaskiem. Jednocześnie tarcie podeszew butów o lód...

A. Nie zmienia się B . Zwiększa się B. Zmniejsza się

4) Powierzchnia buta jest żebrowana, a siła tarcia wynosi .....

A. Nie zmienia się B. Zwiększa się B. Zmniejsza się

5) Czasami przed wbiciem gwoździa w deskę smaruje się ją olejem, podczas gdy siła tarcia......

A. Nie zmienia się B. Zwiększa się W. Zmniejsza się

Wiersz „Tarcie”:

Mam dość tego tarcia! Po prostu nie mam już cierpliwości!

Ciągle się o nim uczę! Jak można? Nie chcę!

Zamykam podręcznik. Kładę się spać i zapominam o wszystkim.

Przewiduję spokój. Tylko dziwny sen Widzę:

Nagle zauważam obraz – tarcia nie ma nawet połowy.

Świat bez tarć, przyjaciele, się zmienił.

Widzę przechodnia ślizgającego się po lodzie,

Wydaje się, że każdy samochód znał bezwładność,

I nigdzie nie zwolnił.

Nici w tkaninach zaczęły się zsuwać, a ubrania natychmiast się rozpadły.

Te cuda mnie zaskoczyły. Najwyraźniej rzeczywiście pojawiły się kłopoty.

Krzyczę, że bez wątpienia wszystko jest źle bez tarcia.

Wszystkie węzły są rozwiązane, przedmioty spadają.

Trzymam się narożników - wszystko się ślizga. "Gdzie jesteś?

Po prostu zadziwiłem się tym snem - oto podręcznik sam się otworzył,

Przydałoby mi się dowiedzieć wszystkiego o sile tarcia.
A więc, chłopaki, podsumujmy, zwróćcie uwagę na ekran!!

5. Podsumowanie (prezentacja)

- Czego nowego nauczyłeś się dzisiaj na zajęciach?

Jak zastosujesz wiedzę zdobytą na tej lekcji w swoim życiu?

6. Praca domowa

Napisz miniesej na temat tarcia, używając słów: tarcie ślizgowe, tarcie statyczne, tarcie toczne.

Tarcie odgrywa ważną rolę w Życie codzienne. Siłę tę należy uwzględnić przy projektowaniu szerokiej gamy układów technicznych, których zasada działania opiera się na bezpośrednim kontakcie ruchomych części. Tarcie nie zawsze jest czynnikiem szkodliwym, ale w większości przypadków programiści starają się je zmniejszyć na różne sposoby.

Instrukcje

W najprostszym przypadku spróbuj zmienić stopień chropowatości powierzchni stykających się obiektów. Można to osiągnąć poprzez szlifowanie. Ciała, których powierzchnie oddziałujące są gładkie i błyszczące, będą znacznie łatwiej poruszać się względem siebie.

Jeśli to możliwe, wymień jedną z powierzchni stykowych na taką, która ma niższy współczynnik tarcia. Może to być sztuczna trawa – np. teflon ma jeden z najniższych współczynników tarcia, równy 0,02. Łatwiej jest zmienić ten element systemu, który pełni rolę narzędzia.

Używaj smarów wprowadzając je pomiędzy powierzchnie trące. Metodę tę stosuje się np. w narciarstwie, kiedy na powierzchnię roboczą nart nakłada się specjalny smar parafinowy odpowiadający temperaturze śniegu. Smary stosowane w innych systemy techniczne, może być płynny (olej) lub suchy (proszek grafitowy).

Rozważ zastosowanie „smarowania gazowego”. To jest o o tzw. „poduszce powietrznej”. W tym przypadku siła tarcia zostaje zmniejszona poprzez wytworzenie przepływu powietrza pomiędzy wcześniej stykającymi się powierzchniami. Metodę tę wykorzystuje się przy projektowaniu pojazdów terenowych przeznaczonych do pokonywania trudnego terenu.

Jeżeli w danym układzie wykorzystuje się tarcie ślizgowe, należy je zastąpić tarciem tocznym. Wypróbuj prosty eksperyment. Połóż zwykłą szklankę na płaskiej powierzchni stołu i spróbuj przesunąć ją ręką. Teraz połóż szklankę na boku i zrób to samo. W drugim przypadku znacznie łatwiej będzie przenieść obiekt z miejsca, ponieważ zmienił się rodzaj tarcia.

Używaj łożysk w obszarach, w których występuje tarcie. Elementy te pozwalają przekształcić rodzaj ruchu, a tym samym znacznie zmniejszyć straty tarcia, zmniejszając jego siłę. Metoda ta jest najczęściej stosowana w technologii.

Na pierwszy rzut oka nadmierne tarcie jest szkodliwe. Zmniejsza wydajność mechanizmów i zużywa części. Ale zdarzają się przypadki, gdy należy zwiększyć siłę tarcia. Na przykład, gdy koła się toczą, należy poprawić ich przyczepność na drodze. Zobacz jak można to zrobić.

Instrukcje

Aby zrozumieć, jak zwiększyć siłę tarcia, pamiętaj, od czego to zależy. Rozważmy wzór: Ftr=mN, gdzie m jest współczynnikiem tarcia, N jest siłą reakcji podpory, N. Z kolei siła reakcji podpory zależy od masy: N=G=mg, gdzie G jest masą ciała, N-m to masa ciała, kg - g – przyspieszenie swobodnego spadania, m/s2.

Ze wzoru możemy wywnioskować, że siła tarcia zależy od współczynnika tarcia. Współczynnik tarcia wyznaczany jest dla każdej pary oddziałujących ze sobą materiałów i zależy od rodzaju materiału oraz jakości powierzchni.

Zatem pierwszym sposobem na zwiększenie tarcia jest zmiana materiału powierzchni ślizgowej. Prawdopodobnie zauważyłeś, że chodzenie w mokrych warunkach w samych butach jest prawie niemożliwe. wykafelkowana podłoga, a w drugim nie odczuwasz żadnych niedogodności. Dzieje się tak dlatego, że podeszwy butów są wykonane z tzw różne materiały. Śliskie buty mają niski współczynnik tarcia ślizgowego pomiędzy podeszwą a mokrą płytką.

Drugim sposobem jest zwiększenie chropowatości powierzchni. Przykład – opony zimowe do samochodu mają bardziej wystający bieżnik niż opony letnie. Z tego powodu na śliskim zimowa droga samochód może prowadzić pewnie.

Trzeci sposób to zwiększenie masy. Jak widać ze wzoru, siła tarcia zależy bezpośrednio od masy. To wyjaśnia, dlaczego w niektórych przypadkach obciążonemu samochodowi łatwiej jest wydostać się z błota niż lekkiemu. Ta zasada działa, gdy pewna jakość gleba - ciężka maszyna bardziej zapadnie się w lepką, bagnistą glebę niż lekka.

Czwarta metoda polega na usunięciu tłuszczu. Wyobraźmy sobie przenośnik linii produkcyjnej składający się z obracających się rolek, na których napinany jest pas. Rolki przenośnika zaczynają ślizgać się po taśmie, jeśli są brudne. W tym przypadku brud działa jak smar. Czyszcząc części mechanizmu, zwiększysz siłę tarcia i zwiększysz wydajność sprzętu.

Piątą metodą jest polerowanie. Polerując powierzchnię, można zwiększyć siłę tarcia. Wyjaśnia to fakt, że kiedy stykają się wypolerowane powierzchnie, aktywowane są międzycząsteczkowe siły przyciągania. Na przykład bardzo trudno jest rozsunąć dwie tafle szkła po złożeniu.

Każdemu ruchowi ciał, w ten czy inny sposób, towarzyszy tarcie. Dla każdego ruch mechaniczny ciała stykają się ze sobą. Zjawisko to występuje również w mediach ciekłych lub gazowych. Jednocześnie pojawia się pytanie: czym jest siła tarcia? Występuje na dowolnym stopniu interakcji między ciałami i jest skierowany w kierunku przeciwnym do ruchu. Siła ta ma bezpośredni wpływ na sam ruch.

Rodzaje siły tarcia

Siła tarcia występuje w kilku postaciach. Przede wszystkim jest to tarcie suche, które dzieli się na toczne i ślizgowe. Powstaje kiedy ciała stałe poruszające się względem siebie stykają się ze sobą.

Kiedy ciała stałe przemieszczają się w ośrodku ciekłym lub gazowym, występuje tarcie lepkie lub płynne. To samo zjawisko występuje, gdy ciała stałe są nieruchome, a obok nich przepływają ciecze lub gazy. W przypadku, gdy próbujesz się poruszyć nieruchome ciało, przykładana jest do niego pewna siła, następuje tarcie statyczne.

Głównym powodem pojawiania się tarcia jest nierówność powierzchni stykających się ze sobą. Ponadto o kwotę w dużej mierze wpływa na wzajemne przyciąganie cząsteczek powstające pomiędzy ciałami.

Jak zmniejszyć tarcie

W celu zmniejszenia tarcia powierzchnie stykowe można zeszlifować. Dodatkowo obszary trące są smarowane, a tarcie ślizgowe zostaje zastąpione wydajniejszym tarciem tocznym.

Wystające miejsca na jednej z powierzchni nigdy nie pokrywają się z tymi samymi występami na drugiej. Jednakże pod wpływem ściskania występy te ulegają deformacji, co prowadzi do zwiększenia powierzchni styku proporcjonalnie do przyłożonego obciążenia. To właśnie te miejsca nierówności, które są odporne na ścinanie, powodują powstawanie siły tarcia. Jednocześnie nie powinniśmy zapominać, że nawet na idealnie gładkich powierzchniach siła tarcia pojawi się w wyniku przyciągania molekularnego.

Poza tym trzeba wiedzieć, że jest to wartość, którą można zmierzyć specjalnym urządzeniem – dynamometrem. Jeżeli ciało porusza się równomiernie, to w tym przypadku siła uciągu odbita na hamowni jest równa sile tarcia.

Jednostką miary siły tarcia, jak każdej innej siły, jest jeden niuton.

Często pojawia się pytanie, co jest bardziej skuteczne: tarcie toczne czy ślizgowe. Wszystko zależy od konkretnych warunków. Na przykład, aby koła mogły się normalnie toczyć, powierzchnia musi być twarda, gładka i nie śliska. I odwrotnie, najlepiej jest ślizgać się po śliskiej powierzchni. Dokładnie właściwy wybór w stanie dać maksymalny efekt.