Nezanedbávejme tření těles

15. leden 2009 | 06.00 |

Ve fyzice často uvažujeme pohyby těles, kde pro zjednodušení zanedbáváme odporové síly. Mezi ně patří třecí síly a odpor prostředí. Třecí síly jsou nazývány disipativními silami. Jsou to síly zvláštního druhu, při jejich působení se kinetická energie těles mění nevratně v energii mikroskopického tepelného pohybu. Tyto síly provázejí každý mechanický pohyb a i když nám často ztěžují matematické řešení příkladů a problémů, tak jsou v praxi velmi užitečné. Bez nich by nebylo možné se vůbec pohybovat, zatáčet, zastavovat či nakonec brzdit.

Tření rozeznáváme statické (klidová třecí síla je z těchto druhů sil největší), smykové (těleso po podložce táhneme – smýkáme), valivé a vnitřní tření (vazkost, viskozitu) u kapalin. Disipativní síly míří vždy proti pohybu těles a ubrzďují je. V některých případech zůstává disipativní síla při pohybu neměnná, většinou však závisí na rychlosti.

Při smykovém tření malou rychlostí (0,5 m/s – 5 m/s) je síla tření úměrná kolmé tlakové síle Fn , kterou toto těleso působí na podložku. Přitom nezávisí na velikosti styčné plochy tělesa a podložky. Je to z toho důvodu, že pokud bychom pozorovali velikost styčné plochy těles pod mikroskopem, zjistili bychom, že tento kontakt těles je překvapivě velmi malý než zdánlivá plocha dotyku. Pro sílu smykového tření Ft platí AMONTŮV – COULOMBŮV ZÁKON:

Ft = f . Fn.

Bezrozměrná konstanta úměrnosti f se nazývá součinitel smykového tření. Závisí na materiálu a jakosti styčných ploch.

Valivý odpor vzniká, když se kulaté těleso valí po pevné podložce. Podložka i těleso se působením tlakové síly Fn mírně deformuje. Tato deformace způsobí odporovou sílu Fv, která působí ne těleso a směřuje vždy proti směru pohybu tělesa. Velikost této valivé odporové síly je rovněž přímo úměrná velikosti kolmé tlakové síly Fn jako u smykového tření. Navíc však valivé tření závisí na poloměru R valícího se tělesa. Čím je poloměr menší, tím je valivé tření větší.

Fv = ksí . Fn/R

Konstanta ksí je označována jako rameno valivého odporu. Jednotkou je metr a jeho velikost závisí na materiálech tělesa podložky.

Valivá třecí síla je v porovnání se smykovou třecí silou mnohem menší, proto také v praxi často nahrazujeme smýkání těles valením. Převádíme pohyb na otáčivý pohyb kol, používáme kuličková či válečková ložiska

.

http://www.youtube.com/watch?v=0bXpYblzkR0&feature=related

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 1.25 (4x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší

Komentáře