1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Фізика
  3. Сила тертя

Сила тертя

Санки, скотившись з гори, рухаються по горизонтальному шляху нерівномірно, швидкість їх поступово зменшується, і через деякий час вони зупиняються. Хлопчик, розбігшись, ковзає на ковзанах по льоду, але, як би не був гладкий лід, хлопчик все-таки зупиняється. Зупиняється і велосипед, коли велосипедист припиняє обертати педалі. Ми знаємо, що причиною всякого зміни швидкості руху (в цьому разі зменшення) є сила. Значить, і в розглянутих прикладах на кожне рухоме тіло діяла сила.
Зменшення сили тертя за допомогою мастила
При зіткненні одного тіла з іншим виникає взаємодія, що перешкоджає їх відносному руху, яке називають тертям. А силу, що характеризує це взаємодія, називають силою тертя. Вона позначається літерою F з індексом: F Тp (рис. 81).
Сила тертя – це ще один вид сили, що відрізняється від розглянутих раніше сили тяжіння і сили пружності.
Однією з причин виникнення сили тертя є шорсткість поверхонь дотичних тіл. Навіть гладкі на вигляд поверхні тіл мають нерівності і подряпини. На малюнку 82, а нерівності зображені у збільшеному вигляді. Коли одне тіло ковзає або котиться по поверхні іншого, ці нерівності чіпляються один за одного, що створює деяку силу, що затримує рух.

Інша причина тертя – взаємне притягання молекул дотичних тіл.
Виникнення сили тертя обумовлено головним чином першою причиною, коли поверхні тіл шорсткі. Але якщо поверхні тіл добре відполіровані, при зіткненні частина їх молекул розташовується дуже близько один до одного. У цьому випадку починає помітно проявлятися притягання між молекулами дотичних тіл.

Силу тертя можна зменшити у багато разів, якщо ввести між труться поверхнями мастило. Шар мастила (рис. 82, б) роз’єднує поверхні тертьових тіл. У цьому випадку стикаються не поверхня тіл, а шари мастила. Мастило ж у більшості випадків рідка, а тертя шарів рідини менше, ніж твердих поверхонь. Наприклад, на ковзанах мале тертя при ковзанні кригою пояснюється також дією мастила. Між ковзанами і льодом утворюється тонкий шар води. У техніці як мастило широко застосовують різні масла.

При ковзанні одного тіла по поверхні іншого виникає тертя, яке називають тертям ковзання. Наприклад, таке тертя виникає при русі саней і лиж по снігу.

Якщо ж одне тіло не ковзає, а котиться по поверхні іншого, то тертя, що виникає при цьому, називають тертям кочення. Так, при русі коліс вагона, автомобіля, при перекочування колод або бочок по землі проявляється тертя кочення.

Порівняння сил тертя кочення (б) і тертя ковзання (а)
Силу тертя можна виміряти. Так, щоб виміряти силу тертя ковзання дерев’яного бруска по дошці або по столу, треба прикріпити до нього динамометр (рис. 83, а). Потім рівномірно рухати брусок по дошці, тримаючи динамометр горизонтально. Що при цьому покаже динамометр? На брусок в горизонтальному напрямку діють дві сили. Одна сила – сила пружності пружини динамометра, спрямована в бік руху. Друга сила – це сила тертя, спрямована проти руху. Так як брусок рухається рівномірно, то це означає, що рівнодіюча цих двох сил дорівнює нулю. Отже, ці сили рівні по модулю, але протилежні за напрямком. Динамометр показує силу пружності (силу тяги), рівну по модулю силі тертя.

Таким чином, вимірюючи силу, з якою динамометр діє на тіло при його рівномірному русі, ми вимірюємо силу тертя.
Якщо на брусок покласти вантаж, наприклад гирю, і виміряти за описаним вище способом силу тертя, то вона виявиться більше сили тертя, виміряної без вантажу.

Чим більше сила, що притискає тіло до поверхні, тим більше виникає при цьому сила тертя.
Поклавши дерев’яний брусок на круглі палички, можна виміряти силу тертя кочення (рис. 83, б). Вона виявляється менше сили тертя ковзання.

Таким чином, при рівних навантаженнях сила тертя кочення завжди менше сили тертя ковзання. Саме тому люди ще в давнину застосовували катки для перетягування великих вантажів, а пізніше стали широко використовувати колесо.

Питання
1. Які відомі вам спостереження і досліди показують, що існує сила тертя?
2. У чому полягають причини тертя?
3. Поясніть, як мастило впливає на силу тертя.
4. Які види тертя ви знаєте?
5. Як можна виміряти силу тертя?
6. Як показати, що сила тертя залежить від сили, що притискує тіло до поверхні?
7. Як показати на дослідах, що при рівних навантаженнях сила тертя ковзання більше сили тертя кочення? Як це використовується в техніці?

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Власні шуми резистора