Какие существуют способы уменьшения силы трения скольжения. Способы уменьшения и увеличения силы трения

Любое движение тел, так или иначе, сопровождается трением. При любом механическом движении происходит соприкосновение тел между собой. Это явление происходит также в жидкой или газообразной среде. При этом, возникает вопрос, что такое сила трения? Она возникает при любой степени взаимодействия тел между собой и направлена в сторону, противоположную движению. На само движение эта сила оказывает непосредственное влияние.

Виды силы трения

Сила трения существует в нескольких видах. В первую очередь, это сухое трение, которое разделяется, как качения и скольжения. Оно образуется, когда твердые тела, движущиеся относительно друг друга соприкасаются между собой.

Если твердые тела движутся через жидкую или газообразную среду, то появляется вязкое или жидкое трение. То же самое явление происходит, когда твердые тела неподвижны, а жидкости или газы текут мимо них. В том случае, когда при попытке сдвинуть неподвижное тело, к нему прикладывается определенная сила, возникает трение покоя.

Основная причина, в результате которой появляется сила трения, заключается в неровностях поверхностей, соприкасающихся между собой. Кроме того, на величину в значительной степени влияет взаимное притяжение молекул, возникающее между телами.

Как уменьшить силу трения

Для того, чтобы уменьшить силу трения, соприкасающиеся поверхности могут быть отшлифованы. Кроме того, трущиеся места смазываются, а трение скольжения заменяется более эффективным трением качения.

Выступающие места на одной из поверхностей никогда не совпадают с такими же выступами на другой. Однако, при совершении сжатия, эти выступы деформируются, что приводит к увеличению площади контакта в пропорции с приложенной нагрузкой. Именно эти места неровностей, сопротивляющиеся сдвигу, служат причиной возникновения силы трения. При этом, не следует забывать, что даже на идеально гладких поверхностях, сила трения появится за счет молекулярного притяжения.

Кроме того, необходимо знать, что это величина, которую можно измерить специальным прибором - динамометром. Если тело движется равномерно, то в этом случае сила тяги, отраженная на динамометре, равна силе трения.

Единицей измерения силы трения как и любой другой силы, является один ньютон.

Нередко возникает вопрос, что более эффективно - трение качения или скольжения. Здесь все зависит от конкретных условий. Например, для нормального качения колес, поверхность должна быть твердой, гладкой и не скользкой. И, наоборот, по скользкой поверхности лучше всего скользить. Именно правильный выбор способен дать максимальный эффект.

В технике для уменьшения влияния сил сухого трения между поверхностями вводят смазку (вязкую жидкость, создающую тонкий слой между твёрдыми поверхностями).

Влияние смазки заключается в том, что между трущимися поверхностями вводится слой вязкой жидкости, которая заполняет все неровности поверхностей и, прилипая к ним, образует два трущихся слоя жидкости.

Поэтому вместо трения двух твердых поверхностей при смазке возникает внутреннее трение жидкости, которое значительно меньше внешнего трения двух твердых поверхностей. Применение смазочных масел уменьшает трение в 8-10 раз. Типичный пример значения смазки представляет бег конькобежца на коньках. В результате действия силы со стороны конькобежца на нож конька снег тает и под коньком появляется вода, которая вновь замерзает, после того как пробежал конькобежец и исчезло давление. Однако в механизмах вода для смазки не годится, поскольку вследствие малой вязкости она выдавливалась бы из зазора неровностей между трущимися поверхностями.

Во всех машинах есть одна общая черта: в любой из них что-нибудь обязательно вращается. И везде есть неразлучная пара-ось и её подпорка - подшипник

Поскольку силы трения качения значительно меньше сил трения скольжения, то в машинах и механизмах в большинстве случаев подшипники скольжения заменяют подшипниками качения.

Подшипник состоит из двух колец. Одно из них - внутреннее - плотно насажено на ось и вращается вместе с ней. Другое наружное кольцо неподвижно зажато между основанием и крышкой подшипника.

Эти кольца - обоймы имеют на обращенных друг к другу поверхностях выточенные канавки. Между обойм находятся стальные шарики. При кручении подшипника шарики катятся по канавкам в обоймах.

Чем лучше отполированы поверхности дорожек и шариков, тем меньше трение. Чтобы шарики не сбегались в одну кучу, их разделяет сепаратор. Сепараторы обычно делаются пластиковые, стальные или бронзовые.

При вращении в таком подшипнике появляется трение качения. Потери на трение в шариковом подшипнике раз в 20-30 меньше, чем в подшипнике скольжения! Подшипники качения делают не только с шариками, но и с роликами разной формы. Без подшипников качения современная промышленность и транспорт были бы невозможны.

В настоящее время широко применяется такой способ уменьшения трения при движении транспортных средств, как воздушная подушка.

Воздушная подушка - это слой сжатого воздуха под транспортным средством, который приподнимает его над поверхностью воды или земли. Слой сжатого воздуха создаётся вентиляторами. Отсутствие трения о поверхность позволяет снизить сопротивление движению. От высоты подъёма зависит способность такого судна двигаться над различными препятствиями на суше или над волнами на воде.

Первым идею подобной машины на воздушной подушке высказал К.Э. Циолковский в 1927 году, в работе «Сопротивление воздуха и скорый поезд». Это бесколесный экспресс, который мчится над бетонной дорогой, опираясь на воздушную подушку - слой сжатого воздуха.

Когда движущееся тело касается другого тела (например, монета, скользящая по столу), его движение замедляется.

Сила, вызывающая замедление, называется силой трения. Чем более шероховаты поверхности и чем сильнее они давят друг на друга, тем сильнее трение. Трение присуще и твердым телам, и жидкостям, и газам.

Как используют трение

В одних ситуациях трение полезно, в других вредно. Если бы между телам не было трения, мы ничего не смогли бы взять и руки. Подошвы кроссовок делают из рифленой резины, чтобы увеличить их трение о землю. Трение используется во многих механизмах. Если бы трение шины о поверхность дороги было небольшим, водитель не смог бы затормозить. желобки на поверхности шины для улучшения сцепления и отвода грязи и воды. На поверхность шины наноситься своего рода «узор». Он улучшает сцепление резины с дорогой. Влага и грязь уменьшают трение, т.к. они служат смазкой. Желобки на поверхности шины служат для отвода воды и грязи. Некоторые механизмы вообще не могли бы действовать без трения. Трение спички о коробок даёт столько тепла, что горючие вещества в серной головке вспыхивают. Большинство тормозов останавливают вращение колес при помощи трения.

Уменьшение трения

Если части механизма сильно трутся друг о друга, то они изнашиваются и ломаются. К тому же часть необходимой механизму энергии тратиться не на движение, а на выделение тепла. трение ладоней друг о друга. При трении ладоней друг о друга вы получаете теплоту. Если вы будете достаточно долго тереть ладони, то на них появятся волдыри. Идеально гладкой поверхности не бывает. Слегка шероховаты даже стекло и отшлифованный металл. Под микроскопом гладкие поверхности выглядят изрытыми. Поверхность масла глаже, чем поверхность любого твёрдого тела, поэтому тела легче скользят по смазанной им поверхности.
Жидкость, используемая для уменьшения трения, называется смазкой. Слой масла между движущимися металлическими поверхностями уменьшает трение.
Подшипники – это расположенные внутри движущихся частей машины шарики. Они также уменьшают трение, превращая процесс скольжения в качение. Шарикоподшипники находятся у осей колеса. Когда колесу крутиться, они перекатываются.

Убедись сам!

Чтобы понять, как работают подшипники, возьми тяжелую книгу и положите её на пол. Толкни её. Трение велико, верно?

Теперь положи книгу на несколько шариков. Толкни снова. Шарики покаяться, уменьшая тем самым трение.

Трение в воде и воздухе

Сопротивление воздуха летящему объекту – это и есть трение. В космосе, где нет воздуха, нет и трения. Чтобы уменьшить сопротивление воздуха, автомобилям придают обтекаемую форму. Тогда воздух легче скользит по поверхности. Из-за этого повышается скорость и расходуется меньше топлива. На испытаниях автомобилей используют струи дыма и кусочки шерстяных нитей.

Вода плотнее воздуха, поэтому сопротивление движению тел в воде значительно больше. Чем более обтекаемую форму имеет судно, тем большую скорость оно способно развить. У рыб и морских млекопитающих (китов и т.д.), как правило, обтекаемое тело. Это позволяет им без труда передвигаться под водой. Вода легко скользит вдоль обтекаемого тела кита.

Трение: вредное, полезное, любопытное

2.5 Способы уменьшения трения

трение закон скольжение качение

В технике для уменьшения влияния сил сухого трения между поверхностями вводят смазку (вязкую жидкость, создающую тонкий слой между твёрдыми поверхностями).

Влияние смазки заключается в том, что между трущимися поверхностями вводится слой вязкой жидкости, которая заполняет все неровности поверхностей и, прилипая к ним, образует два трущихся слоя жидкости (рис. 15)

Рис. 15. Влияние смазки.

Поэтому вместо трения двух твердых поверхностей при смазке возникает внутреннее трение жидкости, которое значительно меньше внешнего трения двух твердых поверхностей. Применение смазочных масел уменьшает трение в 8-10 раз. Типичный пример значения смазки представляет бег конькобежца на коньках. В результате действия силы со стороны конькобежца на нож конька снег тает и под коньком появляется вода, которая вновь замерзает, после того как пробежал конькобежец и исчезло давление. Однако в механизмах вода для смазки не годится, поскольку вследствие малой вязкости она выдавливалась бы из зазора неровностей между трущимися поверхностями.

Во всех машинах есть одна общая черта: в любой из них что-нибудь обязательно вращается. И везде есть неразлучная пара - ось и её подпорка - подшипник

Поскольку силы трения качения значительно меньше сил трения скольжения, то в машинах и механизмах в большинстве случаев подшипники скольжения заменяют подшипниками качения (рис. 16).

Рис. 16. Подшипник.

Подшипник состоит из двух колец. Одно из них - внутреннее - плотно насажено на ось и вращается вместе с ней. Другое - наружное кольцо - неподвижно зажато между основанием и крышкой подшипника.

Эти кольца - обоймы имеют на обращенных друг к другу поверхностях выточенные канавки. Между обойм находятся стальные шарики. При кручении подшипника шарики катятся по канавкам в обоймах.

Чем лучше отполированы поверхности дорожек и шариков, тем меньше трение. Чтобы шарики не сбегались в одну кучу, их разделяет сепаратор. Сепараторы обычно делаются пластиковые, стальные или бронзовые.

При вращении в таком подшипнике появляется трение качения. Потери на трение в шариковом подшипнике раз в 20-30 меньше, чем в подшипнике скольжения! Подшипники качения делают не только с шариками, но и с роликами разной формы. Без подшипников качения современная промышленность и транспорт были бы невозможны.

В настоящее время широко применяется такой способ уменьшения трения при движении транспортных средств, как воздушная подушка.

Воздушная подушка (рис. 17) -- это слой сжатого воздуха под транспортным средством, который приподнимает его над поверхностью воды или земли. Слой сжатого воздуха создаётся вентиляторами. Отсутствие трения о поверхность позволяет снизить сопротивление движению. От высоты подъёма зависит способность такого судна двигаться над различными препятствиями на суше или над волнами на воде.

Рис. 17 Воздушная подушка.

Схема работы судна с воздушной подушкой: 1 -- маршевые винты; 2 -- поток воздуха; 3 -- вентилятор; 4 -- гибкая перепонка (юбка).

Первым идею подобной машины на воздушной подушке высказал К.Э. Циолковский в 1927 году, в работе «Сопротивление воздуха и скорый поезд». Это бесколесный экспресс, который мчится над бетонной дорогой, опираясь на воздушную подушку - слой сжатого воздуха.

Загадка природы физического вакуума

Исходя из того, что фазовый переход вакуум-вещество следует относить к процессам самоорганизации...

Колебания

Исследование вынужденных колебаний при наличии трения вполне аналогично произведенному в п. 1.2 вынужденные колебания. Мы остановимся здесь подробно на представляющем самостоятельный интерес случае периодической вынуждающей силы...

С трением мы сталкиваемся на каждом шагу. Вернее было бы сказать, что без трения мы и шагу ступить не можем. Но несмотря на ту большую роль, которую играет трение в нашей жизни, до сих пор не создана достаточно полная картина возникновения трения...

Коэффициент трения и методы его расчета

Но в большей степени интересна не сила трения, а коэффициент трения. Как его вычислить и определить? И я нашел только два способа определения силы трения. Первый способ: очень простой. Зная формулу и определив опытным путем и N...

Материя, движение, пространство, время

В земных условиях трение и сила трения всегда сопутствуют механическому движению. Сила трения возникает при непосредственном соприкосновении тел и всегда направлена вдоль поверхности соприкосновения. Этим она отличается от силы упругости...

Сила трения

Первая формулировка силы трения приписывается Леонардо да Винчи. Он утверждал, что сила трения, возникающая при контакте тела с поверхностью другого тела, пропорциональна нагрузке (силе прижатия)...

Сила трения

Для того чтобы понять хотя бы основы трибологии, следует, прежде всего, обратиться к топографии поверхностей контактирующих между собой частей реальных механизмов. Эти поверхности никогда не являются идеально плоскими, имеют микронеровности...

Сила трения

Трением называется сопротивление соприкасающихся тел движению друг относительно друга. Трением сопровождается каждое механическое движение, и это обстоятельство имеет существенное следствие в современном техническом прогрессе...

Сила трения

Силы трения имеют электромагнитную природу, т.е. в основе сил трения лежат электрические силы взаимодействия молекул. Они зависят от скорости движения тел относительно друг друга. Существует 2 вида трения: сухое и жидкое...

Сила трения

сила трение скольжение покой В технике для уменьшения влияния сил сухого трения между поверхностями вводят смазку (вязкую жидкость, создающую тонкий слой между твёрдыми поверхностями). Влияние смазки заключается в том...

Пусть тело веса Р движется под действием силы Т по шероховатой поверхности С одной стороны, поверхность не позволяет телу падать вниз под действием силы тяжести Р. С другой стороны...

Трение: вредное, полезное, любопытное

Как выглядел бы мир без трения? А представьте себе... что пол в вашей комнате стал ещё более скользким, чем каток; вот в этом случае вы и получите отдалённое представление о ходьбе в мире без трения - она в таком мире почти невозможна...

Хроника аварии на Фукусиме

фукусима атомная электростанция авария Тяжёлые аварии на АЭС отличаются от обычных промышленных аварий глобальным радиационным воздействием, несравнимой длительностью последствий и сильнейшим психологическим стрессом, связанным с тем...

Частотный датчик уровня

В ряде отраслей промышленности требуются автоматические датчики для измерения уровня заполнения емкостей и сосудов...

Экономия электроэнергии на предприятии

Для организаций и предприятий, а так же на производстве рекомендуется проведение следующих мероприятий для уменьшения объема используемых энергетических ресурсов при сохранении соответствующего полезного эффекта от их использования: 1...

«Природа силы трения» - Используя рисунок, определите силу трения, действующую на автомобиль. В технике сила трения имеет большое значение. Решение: Масштаб: 1 деление = 100 H Fтяги = 600 H Fтр = 600 H. Не будь трения, предметы выскальзывали бы из рук. Простейший подшипник состоит из внешнего кольца и внутреннего кольца. Трения в природе и технике.

«Трение физика» - История изучения трения. Направление силы трения. Тефлон – дитя химии 20 века. Сдвинуть книгу по гладко отполированному столу легче, чем по шершавому. От чего зависит сила трения покоя? На Марсе сила тяжести в два раза меньше земной, а атмосфера сильно разрежена. Первые «шведские спички» Лундстрема дошедшую практически до наших дней.

«Трение» - Какие трения бывают? Трение покоя. Трение движения. Трение покоя Трение скольжения Трение качения. Разработка Габдрахмановой З. К. Тюлячинский район Саушская средняя общеобразовательная школа. Понятие о трении. Сила трения. Физика 7 класс. Трение скольжения.

«Трение тел» - Цель урока: Ответ: ходьба, качение и покой. Задачи урока: Замените брусок цилиндром и проделайте то же самое. II (2) При смазке трущихся поверхностей сила трения... 1. не изменяется. 2. увеличивается. 3. уменьшается. Полезна или вредна сила трения? V (2) Трактор при вспашке земли, двигаясь равномерно, развил силу тяги 15 кН.

«Трение сила» - Задачи 1 группы: Задачи проекта: Результат 2 группы. Способы увеличения силы трения. Для уменьшения силы сопротивления воды, воздуха используют обтекаемую форму. 1.Сравнение силы трения скольжения и силы трения качения. Результат 3 группы. Изучить виды силы трения. Результат 1 группы. Все силы по-разному действуют на тело.

«Сила трения» - Примеры. Сила трения. Сдвиг предмета с места. Но в других случаях трение вредно. Ввинчивание шурупа. Добывание огня современным способом. Трение - сила знакомая, но таинственная. Движение автомобиля (трение колеса о дорогу). Трение – один из видов взаимодействия тел. Письмо ручкой по бумаге. Катание на коньках.

Всего в теме 19 презентаций