Які існують способи зменшення сили тертя ковзання? Способи зменшення та збільшення сили тертя

Будь-який рух тіл, так чи інакше, супроводжується тертям. За будь-якого механічного руху відбувається зіткнення тіл між собою. Це явище відбувається також у рідкому чи газоподібному середовищі. При цьому виникає питання, що таке сила тертя? Вона виникає за будь-якого ступеня взаємодії тіл між собою і спрямована у бік, протилежний руху. На сам рух ця сила безпосередньо впливає.

Види сили тертя

Сила тертя існує у кількох видах. Насамперед, це сухе тертя, яке розділяється, як кочення та ковзання. Воно утворюється, коли тверді тіла, що рухаються щодо один одного, стикаються між собою.

Якщо тверді тіла рухаються через рідке або газоподібне середовище, з'являється в'язке або рідке тертя. Те саме явище відбувається, коли тверді тіла нерухомі, а рідини або гази течуть повз них. У тому випадку, коли при спробі зрушити нерухоме тіло до нього прикладається певна сила, виникає тертя спокою.

Основна причина, в результаті якої з'являється сила тертя, полягає в нерівностях поверхонь, що стикаються між собою. Крім того, на величину значною мірою впливає взаємне тяжіння молекул, що виникає між тілами.

Як зменшити силу тертя

Для того, щоб зменшити силу тертя, поверхні, що стикаються, можуть бути відшліфовані. Крім того, місця, що труться, змащуються, а тертя ковзання замінюється більш ефективним тертям кочення.

Виступаючі місця на одній із поверхонь ніколи не збігаються з такими ж виступами на іншій. Однак, при здійсненні стиснення ці виступи деформуються, що призводить до збільшення площі контакту в пропорції з прикладеним навантаженням. Саме ці місця нерівностей, що чинили опір зрушенню, спричиняють виникнення сили тертя. При цьому не слід забувати, що навіть на ідеально гладких поверхнях сила тертя з'явиться за рахунок молекулярного тяжіння.

Крім того, необхідно знати, що це величина, яку можна виміряти спеціальним приладом – динамометром. Якщо тіло рухається рівномірно, то цьому випадку сила тяги, відображена на динамометрі, дорівнює силі тертя.

Одиницею виміру сили тертя як і будь-якої іншої сили є один ньютон.

Нерідко виникає питання, що ефективніше - тертя кочення чи ковзання. Тут усе залежить від умов. Наприклад, для нормального кочення коліс поверхня повинна бути твердою, гладкою і не слизькою. І, навпаки, по слизькій поверхні найкраще ковзати. Саме правильний вибір може дати максимальний ефект.

У техніці зменшення впливу сил сухого тертя між поверхнями вводять мастило (в'язку рідина, що створює тонкий шар між твердими поверхнями).

Вплив мастила полягає в тому, що між поверхнями, що труться, вводиться шар в'язкої рідини, яка заповнює всі нерівності поверхонь і, прилипаючи до них, утворює два шари рідини, що труться.

Тому замість тертя двох твердих поверхонь при мастилі виникає внутрішнє тертя рідини, яке значно менше зовнішнього тертя двох твердих поверхонь. Застосування мастил зменшує тертя в 8-10 разів. Типовий приклад значення мастила представляє біг ковзаняра на ковзанах. В результаті дії сили з боку ковзаняра на ніж ковзана сніг тане і під ковзаном з'являється вода, яка знову замерзає, після того як пробіг ковзаняр і зник тиск. Однак у механізмах вода для змащення не годиться, оскільки внаслідок малої в'язкості вона видавлювалася б із зазору нерівностей між поверхнями, що труться.

У всіх машинах є одна спільна риса: у будь-якій з них щось обов'язково обертається. І скрізь є нерозлучна пара-вісь та її підпірка - підшипник

Оскільки сили тертя кочення значно менше сил тертя ковзання, то машинах і механізмах здебільшого підшипники ковзання замінюють підшипниками кочення.

Підшипник складається із двох кілець. Одне з них – внутрішнє – щільно насаджене на вісь і обертається разом із нею. Інше зовнішнє кільце нерухомо затиснуто між основою та кришкою підшипника.

Ці кільця - обойми мають на звернених одна до одної поверхнях виточені канавки. Між обоймами знаходяться сталеві кульки. При крученні підшипника кульки котяться канавками в обоймах.

Чим краще відполіровані поверхні доріжок та кульок, тим менше тертя. Щоби кульки не збігалися в одну купу, їх розділяє сепаратор. Сепаратори зазвичай робляться пластикові, сталеві чи бронзові.

При обертанні у такому підшипнику з'являється тертя кочення. Втрати на тертя у кульковому підшипнику разів у 20-30 менше, ніж у підшипнику ковзання! Підшипники кочення роблять не лише з кульками, а й із роликами різної форми. Без підшипників кочення сучасна промисловість та транспорт були б неможливі.

В даний час широко застосовується такий спосіб зменшення тертя під час руху транспортних засобів, як повітряна подушка.

Повітряна подушка – це шар стисненого повітря під транспортним засобом, який піднімає його над поверхнею води чи землі. Шар стисненого повітря утворюється вентиляторами. Відсутність тертя поверхню дозволяє знизити опір руху. Від висоти підйому залежить здатність такого судна рухатись над різними перешкодами на суші або над хвилями на воді.

Першим ідею подібної машини на подушці повітря висловив К.Е. Ціолковський у 1927 році, в роботі «Опір повітря та швидкий поїзд». Це безколісний експрес, що мчить над бетонною дорогою, спираючись на повітряну подушку – шар стисненого повітря.

Коли тіло, що рухається, стосується іншого тіла (наприклад, монета, що ковзає по столу), його рух сповільнюється.

Сила, що викликає уповільнення, називається силою тертя. Чим більш шорсткі поверхні і чим сильніше вони тиснуть один на одного, тим сильніше тертя. Тертя властиве і твердим тілам, і рідинам, і газам.

Як використовують тертя

В одних ситуаціях тертя корисне, в інших шкідливе. Якби між тілами не було тертя, ми нічого не змогли б взяти й руки. Підошви кросівок роблять із рифленої гуми, щоб збільшити їхнє тертя об землю. Тертя використовується у багатьох механізмах. Якби тертя шини об поверхню дороги було невеликим, водій не зміг би загальмувати. жолобки на поверхні шини для покращення зчеплення та відведення бруду та води. На поверхню шини наноситься свого роду візерунок. Він покращує зчеплення гуми із дорогою. Волога та бруд зменшують тертя, т.к. вони служать мастилом. Жолобки на поверхні шини служать для відведення води та бруду. Деякі механізми взагалі не могли б діяти без тертя. Тертя сірника об коробках дає стільки тепла, що горючі речовини в сірчаній головці спалахують. Більшість гальм зупиняють обертання коліс за допомогою тертя.

Зменшення тертя

Якщо частини механізму сильно труться одна об одну, вони зношуються і ламаються. До того ж частина необхідної механізму енергії витрачається не так на рух, але в виділення тепла. тертя долонь один про одного. При терті долонь один про одного ви отримуєте теплоту. Якщо ви досить довго тертимете долоні, то на них з'являться пухирі. Ідеально гладкої поверхні немає. Злегка шорсткі навіть скло і відшліфований метал. Під мікроскопом гладкі поверхні виглядають поритими. Поверхня олії гладша, ніж поверхня будь-якого твердого тіла, тому тіла легше ковзають по змащеній ним поверхні.
Рідина, що використовується для зменшення тертя, називається мастилом. Шар масла між металевими поверхнями, що рухаються, зменшує тертя.
Підшипники - це розташовані всередині рухомих частин машини кульки. Вони також зменшують тертя, перетворюючи процес ковзання на кочення. Кулькопідшипники знаходяться у осей колеса. Коли колесу крутитись, вони перекочуються.

Переконайся сам!

Щоб зрозуміти, як працюють підшипники, візьми важку книгу та покладіть її на підлогу.Натисни її. Тертя велике, вірно?

Тепер поклади книгу на кілька кульок.Зштовхні знову. Кульки покаятися, зменшуючи цим тертя.

Тертя у воді та повітрі

Опір повітря об'єкту, що летить, - це і є тертя. У космосі, де немає повітря, немає й тертя. Щоб зменшити опір повітря, автомобілям надають обтічну форму. Тоді повітря легше ковзає поверхнею. Через це підвищується швидкість та витрачається менше палива. На випробуваннях автомобілів використовують струмені диму та шматочки вовняних ниток.

Вода щільніша за повітря, тому опір руху тіл у воді значно більший. Чим більш обтічну форму має судно, тим більшу швидкість воно здатне розвинути. У риб та морських ссавців (китів і т.д.), як правило, обтічне тіло. Це дозволяє їм легко пересуватися під водою. Вода легко ковзає вздовж обтічного тіла кита.

Тертя: шкідливий, корисний, цікавий

2.5 Способи зменшення тертя

тертя закон ковзання кочення

Мал. 15. Вплив мастила.

У всіх машинах є одна спільна риса: у будь-якій з них щось обов'язково обертається. І скрізь є нерозлучна пара - вісь та її підпірка - підшипник

Оскільки сили тертя кочення значно менші від сил тертя ковзання, то в машинах і механізмах у більшості випадків підшипники ковзання замінюють підшипниками кочення (рис. 16).

Мал. 16. Підшипник.

Підшипник складається із двох кілець. Одне з них – внутрішнє – щільно насаджене на вісь і обертається разом із нею. Інше - зовнішнє кільце - нерухомо затиснуто між основою та кришкою підшипника.

Повітряна подушка (мал. 17) - це шар стисненого повітря під транспортним засобом, який піднімає його над поверхнею води чи землі. Шар стисненого повітря утворюється вентиляторами. Відсутність тертя поверхню дозволяє знизити опір руху. Від висоти підйому залежить здатність такого судна рухатись над різними перешкодами на суші або над хвилями на воді.

Мал. 17 Повітряна подушка.

Схема роботи судна з повітряною подушкою: 1 - маршові гвинти; 2 - потік повітря; 3 - вентилятор; 4 - гнучка перетинка (спідниця).

Загадка природи фізичного вакууму

Виходячи з того, що фазовий перехід вакуум-речовина слід відносити до процесів самоорганізації.

Коливання

Дослідження вимушених коливань за наявності тертя цілком аналогічно виробленому п. 1.2 вимушені коливання. Ми зупинимося тут докладно на випадку періодичної змушуючої сили, що представляє самостійний інтерес...

З тертям ми стикаємося на кожному кроці. Точніше було б сказати, що без тертя ми й кроку ступити не можемо. Але незважаючи на ту велику роль, яку відіграє тертя в нашому житті, досі не створено досить повну картину виникнення тертя.

Коефіцієнт тертя та методи його розрахунку

Але більшою мірою цікава сила тертя, а коефіцієнт тертя. Як його обчислити та визначити? І я знайшов лише два способи визначення сили тертя. Перший спосіб: дуже простий. Знаючи формулу та визначивши дослідним шляхом і N...

Матерія, рух, простір, час

У земних умовах тертя і сила тертя завжди супроводжують механічний рух. Сила тертя виникає при безпосередньому зіткненні тіл і завжди спрямована вздовж дотику поверхні. Цим вона відрізняється від сили пружності.

Сила тертя

Перше формулювання сили тертя приписується Леонардо да Вінчі. Він стверджував, що сила тертя, що виникає при контакті тіла з поверхнею іншого тіла, пропорційна навантаженню (силі притискання).

Сила тертя

Щоб зрозуміти хоча б основи трибології, слід, передусім, звернутися до топографії поверхонь частин реальних механізмів, що контактують між собою. Ці поверхні ніколи не є ідеально плоскими, мають мікронерівності.

Сила тертя

Тертям називається опір дотичних тіл руху один щодо одного. Тертям супроводжується кожен механічний рух, і ця обставина має суттєвий наслідок у сучасному технічному прогресі.

Сила тертя

Сили тертя мають електромагнітну природу, тобто. основу сил тертя лежать електричні сили взаємодії молекул. Вони залежить від швидкості руху тіл щодо одне одного. Існує 2 види тертя: сухе та рідке.

Сила тертя

сила тертя ковзання спокій У техніці зменшення впливу сил сухого тертя між поверхнями вводять мастило (в'язку рідину, що створює тонкий шар між твердими поверхнями). Вплив мастила полягає в тому, що...

Нехай тіло ваги Р рухається під дією сили Т по шорсткої поверхні З одного боку, поверхня не дозволяє тілу падати вниз під дією сили тяжіння Р. З іншого боку...

Тертя: шкідливий, корисний, цікавий

Як виглядав би світ без тертя? А уявіть собі... що підлога у вашій кімнаті стала ще більш слизькою, ніж ковзанка; ось у цьому випадку ви і отримаєте віддалене уявлення про ходьбу у світі без тертя - вона в такому світі майже неможлива.

Хроніка аварії на Фукусімі

фукусіма атомна електростанція аварія Важкі аварії на АЕС відрізняються від звичайних промислових аварій глобальним радіаційним впливом, незрівнянною тривалістю наслідків і сильним психологічним стресом, пов'язаним з тим, що...

Частотний датчик рівня

У ряді галузей промисловості потрібні автоматичні датчики для вимірювання рівня заповнення ємностей та судин.

Економія електроенергії на підприємстві

Для організацій та підприємств, а також на виробництві рекомендується проведення наступних заходів для зменшення обсягу використовуваних енергетичних ресурсів за умови збереження відповідного корисного ефекту від їх використання: 1...

"Природа сили тертя" - Використовуючи малюнок, визначте силу тертя, що діє на автомобіль. У техніці сила тертя має значення. Рішення: Масштаб: 1 розподіл = 100 H Fтяги = 600 H Fтр = 600 H. Якби не було тертя, предмети вислизали б з рук. Найпростіший підшипник складається із зовнішнього кільця та внутрішнього кільця. Тертя у природі та техніці.

«Тертя фізика» - Історія вивчення тертя. Напрямок сили тертя. Тефлон - дитина хімії 20 століття. Зрушити книгу по гладко відполірованому столу легше, ніж по шорсткому. Від чого залежить сила тертя спокою? На Марсі сила тяжкості вдвічі менша за земну, а атмосфера сильно розріджена. Перші «шведські сірники» Лундстрема, що дійшла практично до наших днів.

«Тертя» - Які тертя бувають? Тертя спокою. Тертя руху. Тертя спокою Трення ковзання Тертя кочення. Розробка Габдрахманової З. К. Тюлячинський район Сауська середня загальноосвітня школа. Концепція тертя. Сила тертя. Фізика 7 клас. Тертя ковзання.

«Тертя тіл» - Мета уроку: Відповідь: ходьба, кочення та спокій. Завдання уроку: Замініть брусок циліндром і зробіть те саме. II (2) При змащуванні поверхонь, що труться, сила тертя... 1. не змінюється. 2. збільшується. 3. зменшується. Корисна чи шкідлива сила тертя? V (2) Трактор при оранці землі, рухаючись рівномірно, розвинув силу тяги 15 кН.

«Тертя сила» - Завдання 1 групи: Завдання проекту: Результат 2 групи. Способи збільшення сили тертя. Для зменшення сили опору води повітря використовують обтічну форму. 1.Порівняння сили тертя ковзання та сили тертя кочення. Результат 3 групи. Вивчити види сили тертя. Результат 1 групи. Усі сили по-різному діють тіло.

"Сила тертя" - Приклади. Сила тертя. Зрушення предмета з місця. Але в інших випадках тертя шкідливе. Вгвинчування шурупа. Видобування вогню сучасним способом. Тертя – сила знайома, але таємнича. Рух автомобіля (тертя колеса об дорогу). Тертя – одне із видів взаємодії тел. Лист ручкою по паперу. Катання на ковзанах.

Всього у темі 19 презентацій