Какими бывают виды и примеры силы трения

Любое движение в природе и технике, которое предполагает наличие физического контакта между твердыми телами, сопровождается возникновением трения. В данной статье приведем примеры силы трения и покажем, в каких случаях она играет полезную роль, а в каких является нежелательной.

Какие виды трения между твердыми телами бывают

В данной статье рассмотрим только примеры сил трения, которые действуют между твердыми объектами, имеющими физический контакт друг с другом.

Одним из важных видов трения является трение покоя. Исходя из самого названия, можно предположить, что оно проявляется, когда одно тело на поверхности другого покоится. Каждый знает, чтобы с места сдвинуть какой-нибудь тяжелый предмет, необходимо приложить некоторую внешнюю силу, направленную вдоль поверхности контакта этого предмета и поверхности, на которой он стоит. Противодействие этой силе оказывает сила трения покоя. Действует она между поверхностями соприкосновения тел. Трение покоя возникает из-за наличия шероховатости на касающихся поверхностях, какими бы гладкими они ни являлись.

Второй вид трения, который мы рассмотрим, это трение скольжения. Возникает оно также по причине упомянутой шероховатости, когда тела начинают движение относительно друг друга с помощью скольжения. Направление и точка приложения силы трения скольжения являются точно такими же, как для трения покоя. Единственным отличием между этими силами является то, что сила скольжения всегда меньше, чем сила покоя.

Точки приложения сил трения покоя, скольжения и качения….

Каждому школьнику известно, что при наличии контакта между двумя твердыми поверхностями возникает…

Третьим видом трения, который играет не меньшую роль в технике, чем первые два, является трение качения. Как говорит его название, появляется оно, когда одно тело катится по поверхности другого. Причина трения качения заключается в гистерезисе деформации, который приводит к «распылению» кинетической энергии катящегося тела. В ряде практических случаев эта сила трения в 10-100 и более раз меньше, чем предыдущие рассмотренные виды трения.

Все виды сил трения прямо пропорциональны силе реакции опоры, с которой последняя действует на рассматриваемое тело.

Вред и польза силы трения покоя: примеры

Из всех названных видов трения, пожалуй, трение покоя является самым «безобидным». Дело в том, что оно на практике играет практически всегда полезную роль. Единственный его отрицательный момент заключается в том, что оно больше трения скольжения. Последний факт означает, что для любого начала движения необходимо приложить большое усилие. Например, чтобы начать движение на лыжах по снегу, сначала следует буквально «оторвать» их от снежной поверхности.

Существует масса примеров пользы силы трения покоя. Перечислим их:

• Гвозди и шурупы, которые прочно скрепляют два твердых тела из дерева, пластика и металла, выполняют свои функции благодаря действию рассматриваемой силы.
• Ходьба человека, езда автомобилей по дорогам осуществляется благодаря тому, что трение покоя оказывается бо́льшим, чем трение скольжения. В противном бы случае, нам тяжело было бы двигаться, люди и транспортные средства скользили бы на одном месте.
• Любые тела, которые покоятся на наклонных поверхностях, обязаны действию трения покоя. Если бы последнего не было, то невозможно было бы поставить на ручной тормоз автомобиль на косогоре или любой бытовой предмет на стол, который имеет небольшой наклон к горизонту.

Трение скольжения и его польза

В отличие от трения покоя, которое в основном играет положительную роль в жизнедеятельности человека, трение скольжения, как правило, является вредной силой. Тем не менее, можно привести два примера полезной силы трения скольжения:

Точки приложения сил трения покоя, скольжения и качения….

Каждому школьнику известно, что при наличии контакта между двумя твердыми поверхностями возникает…

• Поскольку трение скольжения приводит к разогреванию поверхности предметов (естественный и самый простой способ перевода механической энергии в тепловую), то этот эффект можно использовать для увеличения температуры тел. Так, в древности наши предки с помощью трения скольжения добывали огонь.
• Когда водитель хочет остановить транспортное средство, то он нажимает на педаль тормоза. При этом тормозные диски скользят внутри обода колеса и тормозят его вращение.

Вред трения скольжения

Примеры действия силы трения скольжения — это движение шкафа по полу, когда мы хотим переставить его в комнате, скольжение лыжника и конькобежца, проскальзывание колес автомобиля при их блокировки или при движении по скользкой дороге, проскальзывание между трущимися деталями механизмов различных машин.

Во всех названных случаях трение скольжения играет вредную роль. Названные примеры вреда силы трения скольжения связаны с тем, что она препятствует механическому движению и «съедает» некоторую долю кинетической энергии (лыжи, коньки, движущиеся части машин). Кроме того, перевод части механической энергии в тепловую приводит к разогреву трущихся деталей. Повышение же их температуры приводит к изменению микроскопической структуры, что нарушает свойства материалов. Наконец, перечисленные примеры силы трения скольжения приводят к износу трущихся поверхностей, появлению на них нежелательных борозд, утончению.

Что это — трение в физике?

Проанализируем разные виды трения, выявим их отличительные и сходные черты. Приведем примеры…

Трение качения и его вред и польза

Если рассмотреть в корне вопрос пользы силы трения качения, то окажется, что ее нет вовсе. Действительно, трение качения всегда препятствует механическому вращению, оно приводит к износу рабочих деталей и к их нежелательному нагреву. Тем не менее явление качения широко используется в технике (подшипники, колеса транспортных средств). Объясняется это тем, что сила трения качения намного меньше аналогичной силы скольжения, что на порядки снижает масштаб ее вредного влияния.

Увеличение и уменьшение сил трения

Как мы видели выше в примерах, силы трения покоя и скольжения иногда оказываются полезными, а иногда вредными. В связи с этим человечество с давних времен использует способы для изменения масштаба действия трения как в сторону увеличения соответствующей силы, так и в сторону ее уменьшения.

Яркими примерами, как увеличить силу трения, является посыпание песком и солью льда на дорогах. В результате этих действий происходит увеличение шероховатости ледяной поверхности и, как следствие, увеличение сил трения покоя и скольжения.

Еще один способ увеличения рассматриваемых сил заключается в использовании специальных поверхностей. Ярким примером является поверхность зимней покрышки автомобиля, которая характеризуется глубоким протектором и наличием металлических шипов.

Во время катания на лыжах, а также при вращении подшипников различных механизмов трение играет отрицательную роль. Для его уменьшения используют специальные смазки, как правило, на основе жиров (воск, литол).

Сила трения в природе и технике

От Masterweb

06.02.2019 22:00

Рассмотрим роль силы трения в природе и технике. Человек сталкивается с ней постоянно, даже не задумываясь о том, насколько важна данная сила.

Примеры силы трения в природе и технике встречаются повсеместно. К примеру, достаточно проблематично и опасно передвигаться в гололед и пешеходам, и транспортным средствам. Для того чтобы снизить степень скольжения, должна быть увеличена сила трения. В природе и в технике она имеет огромное значение.

Плюсы и минусы

В том случае, когда трение необходимо для человека, его стараются увеличивать. Где проявляется сила трения в природе и в технике? Она позволяет человеку ездить и ходить. Вещи, благодаря данной силе, не выскальзывают из рук, стулья и столы остаются на прежнем месте. Силы трения в быту, природе и технике есть даже между волокнами ткани, из которых создана наша одежда.

Среди ее негативных проявлений можно отметить изнашиваемость и нагревание разнообразных механизмов.

Способы снижения

Как может быть изменена сила трения в природе и в технике? Есть несколько способов ее уменьшения. Введение смазки между двумя трущимися поверхностями приводит к появлению трения между слоями жидкости. Оно будет намного меньше, чем при сухом трении.

Типичные примеры

Что представляет собой сила трения? В природе и в технике можно упомянуть множество примеров, когда человеку приходится с ней сталкиваться:

• за счет трения на бумаге остаются следы от карандаша и шариковой ручки;
• эта сила удерживает на плечиках одежду;
• можно водить по коврику компьютерной мышкой, наблюдая за перемещением на экране курсора

Именно трение мешает передвигать по полу тяжелую мебель. Постелив ковровое покрытие, можно изменить силу трения, упростив перемещение по комнате.

Значимость в технике

Рассмотрим применение силы трения в природе и технике. В частности, на ее основе создаются роликовые и шариковые подшипники. Внутреннее кольцо его одевают на вал механизма, наружное фиксируют в корпусе станка либо транспортного средства. После того как вал начнет вращаться, он не будет скользить, а станет катиться на роликах либо шариках между кольцами самого подшипника. Такое инженерное решение понижает изнашиваемость деталей, увеличивает их эксплуатационный срок службы.

Чтобы уменьшить трение, площадь поверхности соприкасающихся тел уменьшают, используют шлифовку (делают ее гладкой).

Фигуристы, затачивая коньки, уменьшают площадь соприкосновения со льдом, что позволяет им с легкостью выполнять сложные элементы во время произвольной или обязательной программы.

Для повышения гладкости льда, на него выезжает специальная машина (каток), после завершения ее работы покрытие становится безупречным.

Уменьшение трения необходимо и в быту. В частности, снижают силу трения для выполнения различных операций, натачивая бытовые режущие (колющие) предметы: иглы, ножницы, ножи.

Трение скольжения в технике не допускает износа механизмов, позволяет колесам и шарикам проскальзывать без перегревания.

Среди примеров положительного влияния большой силы трения в технике можно отметить:

• передвижение на снегоходах по льду и снегу;
• торможение колес передвигающегося транспорта;
• использование гусениц для увеличения площади сцепления;
• большие протекторы автомобильных шин.

Сложно представить себе существование живых существ в экосистеме без силы трения. Например, лапки насекомых имеют шероховатую поверхность, чтобы ползти по поверхностям разных типов. С помощью волосатых усиков ползучие растения передвигаются, а гладкая чешуя позволяет рыбам снижать трение о воду. Слон на протяжении всего периода своего существования, растения и животные научились использовать трение для своей пользы.

Это интересно

Если бы не существовало силы трения, в таком случае у человека бы из рук падали предметы, он не смог бы нормально передвигаться по поверхности. Именно благодаря этой силе образуются кометы и планеты, со склонов гор стекает вода, удерживаются на вершинах снежные шапки.

Цепкие хвосты приматов позволяют им с легкостью передвигаться по деревьям, спасаться при помощи хвоста от хищников. Без силы трения ни одно транспортное средство не начало бы своего движения. Колеса бы проскальзывали при вращении, машина буксовала, уехать на ней было бы невозможно. Интерес представляют подшипники различного вида, которые позволяют уменьшать трение, не выводя из нормальной эксплуатации сам механизм. Благодаря трению картины и фотографии можно красиво разместить на стенах, они не будут падать. Трение между волокнами в структуре ткани позволяет создавать на ткацких фабриках материю, из которой затем шьют одежду. К сожалению, часто трение играет и отрицательную роль в жизни человека. Именно поэтому так важно уменьшать эту силу. Проанализируем основные варианты ее снижения, применяемые в настоящее время в быту и в технике.

В частности, можно вводить между трущимися поверхностями смазку. Она не позволяет деталям нагреваться, следовательно, существенно увеличивает срок службы деталей, растет и продолжительность эксплуатации самого механизма. Смазка не полностью устраняет трение, а лишь делает его значительно меньше. Среди тех примеров трения, которые встречаются нам в повседневной жизни, можно упомянуть возможность рисовать, писать на бумаге.

Именно эта сила не позволяет предметам «улетать» со стола при малейшем дуновении ветра либо в случае сквозняка. Чтобы петли дверей не издавали неприятных звуков во время открывания (закрывания), их обязательно смазывают машинным маслом. Если на кухне на пол разлить растительное масло, входящий человек может упасть, получив серьезную травму.

Подведем итоги

Для уменьшения трения между льдом и коньками, их точат, а поверхность льда шлифуют. Несмотря на то, что трение может иметь негативное влияние, именно благодаря этой силе тормозит транспорт, люди могут передвигаться на лыжах или санках, ездить на коньках, велосипеде. В гололед резина с шипами спасает водителю и пассажирам жизнь, а шарикоподшипники со смазкой не дают деталям автомобиля разогреваться. При правильном использовании можно сделать трение надежным союзником.

Перечислите десять примеров трения в нашей повседневной жизни.

Вопрос

Открыть в приложении

Решение

Примеры трения:

Необходимые десять примеров трения в нашей повседневной жизни:

1. Ходьба – Когда мы ходим по земле или по полу, это это сила трения, которая отвечает за удерживание наших ног на земле. На скользких поверхностях или льду трение меньше, поэтому мы склонны скользить по этим поверхностям.
2. Письмо. Во время письма кончик ручки соприкасается с поверхностью бумаги, что создает трение качения в случае шариковой ручки или трение скольжения в случае карандаша.
3. Катание на коньках. Во время катания лезвие конька трется о поверхность льда, выделяя тепло. Это заставляет лед таять, что, в свою очередь, уменьшает трение между лезвием и поверхностью льда, и, следовательно, катание на коньках становится возможным.
4. Поджигание спички. Спичка светлеет, когда ее кончик трется о шероховатую поверхность, что создает сильное трение. Это генерирует тепло, которое отвечает за преобразование красного фосфора в белый фосфор, и спичка становится легче.
5. Движение автомобиля по поверхности. Когда автомобиль движется, двигатель создает усилие на колесе, которое заставляет автомобиль двигаться вперед. Между колесами и дорогой существует трение, препятствующее движению автомобиля вперед. Таким образом, автомобиль избегает заноса.
6. Применение тормозов в транспортном средстве для его остановки- При торможении к колесам транспортного средства прикладывается сильная сила трения. В результате выработка большого количества тепла происходит за счет преобразования кинетической энергии движущегося автомобиля в тепловую. Следовательно, транспортное средство останавливается.
7. Полет самолетов. Подобно транспортным средствам, движущимся по дороге, любой объект, движущийся вперед в воздухе или любой жидкости, испытывает силу сопротивления, которая препятствует движению объекта в жидкости вперед. Эта сила возникает из-за удара воздуха по объекту и смещения воздуха при движении объекта вперед.
8. Сверление гвоздя в стене. Когда гвоздь забивается в стену, близлежащие материалы сжимаются. Это придает силу гвоздю. Эта нормальная сила, возникающая из-за сжатых слоев стены, преобразуется в чистую силу, имеющую сопротивление по своей природе. эта сила представляет собой силу трения, действующую на гвоздь.
9. Удаление пыли с ковра путем ударов по нему палкой. Ковер обладает небольшим статическим трением, удерживающим пыль на ковре. Когда мы ударяем палкой по ковру, внешняя сила, создаваемая палкой, заставляет ковер преодолевать трение, которое заставляет его отдаляться от пыли. Пыль падает на пол или уносится ветром, что делает ковер обеспыленным.
10. Скольжение по садовой горке. Когда мы скользим, спина человека трется о поверхность сада, что вызывает трение. Если бы этого трения не было, человек соскальзывал бы с повышенным ускорением, что приводило к травме или несчастному случаю.

Предложить исправления

Подробнее

Определение направления трения

Стандарт XII по физике

Учебники

Вопросы

9 0047 Установить приложение

Трение для детей | Трение | Типы сил Примеры

---

Трение — это сила, возникающая между двумя поверхностями, когда один объект трется о другой. Трение всегда работает против движения. Урок ниже, трение для детей, рассказывает о науке, лежащей в основе силы трения.

 

 

(Нажмите «Силы и движение», чтобы узнать о различных типах сил вокруг нас.)

 

Что такое трение?

Трение – это сила, возникающая между двумя поверхностями, когда они трутся или скользят друг о друга.

Как возникает трение при толкании чего-либо

 

Давайте узнаем больше об этом прямо сейчас, с помощью Friction for Kids.

 

Сила трения всегда действует в направлении, противоположном движению.

 

Итак, трение возникает, когда две поверхности немного прилипают друг к другу.

 

 

Трение всегда замедляет движущийся объект, потому что оно пытается предотвратить скольжение поверхностей друг по другу.

 

Например;

• Поверхность колес прилипает к дороге, когда колеса автомобиля катятся по земле. Сила трения действует между поверхностью колес и поверхностью дороги и замедляет автомобиль.

 

Как возникает трение при вождении

 

• Вы, наверное, замечали, как трудно толкать ящик по цементному полу. Это потому что; между поверхностью ящика и поверхностью пола действует трение, затрудняющее толкание ящика по полу.

 

Как возникает трение при толкании чего-либо

 

Теперь давайте посмотрим, как увеличивается и уменьшается трение в нашей повседневной жизни с помощью Friction for Kids.

 

Больше трения и меньше трения

 

Как вы думаете, где вы можете легко ходить? На шероховатой или гладкой поверхности?

 

Если вы не уверены в своем ответе, давайте зададим вопрос по-другому.

 

Как вы думаете, где вы можете легко ходить? В дороге или на льду?

 

Ответ, очевидно, будет в пути. Теперь, если вы думаете об этих двух поверхностях; поверхность дороги шероховатая, а поверхность льда гладкая.

 

Как большее или меньшее трение влияет на нас при ходьбе

 

Когда поверхности, соприкасающиеся друг с другом, шероховатые, возникает большее трение.

 

Когда соприкасающиеся поверхности гладкие, создается меньше трения.

 

Вот почему идти по дороге легче, чем по льду.

 

Чем шероховатее поверхность, тем больше трения.

Напр. стекло, лед

 

Чем более гладкая поверхность, тем меньше трения.

наждачная бумага, бетон

 

Следовательно, большее или меньшее трение зависит от материалов, из которых сделаны две поверхности.

 

Другой пример;

Какая из двух задач, упомянутых ниже, трудна для выполнения?

Скольжение в носках по неотполированному цементному полу или скольжение в носках по кафельному полу.

 

Вы бы точно это испытали!

 

По неотшлифованному цементному полу в носках скользить вряд ли получится, а вот по кафельному полу можно.

 

Чем ровнее пол, тем быстрее вы сможете скользить. Очень тяжело скользить по очень шероховатой поверхности.

 

Как вы можете ходить по хорошо отполированным поверхностям, которые кажутся совершенно гладкими и почти не имеют трения?

 

Если вы посмотрите на эти полированные поверхности под микроскопом, вы увидите, что даже у них есть шероховатые края. Трение этих грубых краев вызывает трение, заставляющее вас ходить по гладким поверхностям.

 

Примеры полезного трения

 
Могут быть полезны как большее, так и меньшее трение.
 

Примеры большего трения и примеры меньшего трения

 

9023 5

Катание на санях

Использование трения
Больше трения	Меньше трения
Ходьба
Письмо	Катание на коньках
Вождение	Раздвижные
Верховая езда	Лыжи
Скалолазание	Для движущихся частей машин

 

Примеры большего трения

 

Чем может быть полезно большее трение?

 

Ходьба

Вы не могли бы ходить без трения. Трение предотвращает скольжение подошвы вашей обуви по земле.

 

Примеры полезного трения: Нам нужно больше трения, чтобы легче ходить

 

Письмо

 

Как можно писать карандашом?

Когда вы пишете карандашом, трение стирает миллионы атомов углерода с кончика карандаша, оставляя на бумаге черный след.

 

Примеры полезного трения: Нам нужно больше трения, чтобы легче было писать

 

Скалолазание

Если вы занимаетесь таким видом спорта, как скалолазание, часто полезно сделать трение как можно большим. Вот почему альпинисты используют ботинки с резиновой подошвой для лучшего сцепления, так как они создают большее трение.

 

Примеры полезного трения: Нам нужно больше трения, чтобы легче подниматься

 

Вождение или езда верхом

 

Трение на дорогах

 

Вождение автомобиля или велосипеда было бы невозможно без трения.

 

Шины сцепляются с дорогой за счет трения, что позволяет водителю или мотоциклисту управлять своей машиной или велосипедом. Между шинами и дорогой должно быть большее трение, чтобы шины могли хорошо сцепляться с дорогой. Затем в машине:

 

• когда двигатель поворачивает колеса, автомобиль может двигаться вперед
• когда водитель поворачивает руль, автомобиль может поворачивать за угол
• когда водитель нажимает на тормоз, автомобиль может остановиться

Тормоза тоже работают за счет трения.

 

В следующем уроке «Трение для детей» показано, как работают тормоза за счет трения.

 

Помните тормозные колодки на своем велосипеде? Они нужны для замедления велосипеда во время езды. Для этого велосипедные тормоза используют трение. Резиновые накладки прижимаются к ободам колес и вызывают трение, которое не дает колесам вращаться.

 

Точно так же на каждом колесе автомобиля имеется комплект тормозных колодок. Тормозные колодки давят на металлические диски, установленные за колесами, когда водитель нажимает на педаль тормоза. Это создает трение между колодками и дисками, заставляя колеса замедляться.

 

 

Вождение с меньшим трением

 

Представьте, что вы идете по льдине! Это действительно сложно, так как меньше трения между вашей обувью и плитой льда. Так что, безусловно, вам нужна особая осторожность при ходьбе по скользкой поверхности.

 

 

Точно так же вождение становится опасным, если уменьшается трение между шинами и дорогой. Езда по мокрым и обледенелым дорогам требует особой осторожности, так как вода или лед действуют как смазка между шинами и дорогой и затрудняют торможение.

 

 

Стельки

 

Стельки для обуви

 

Вы когда-нибудь замечали резные узоры под своей обувью?

Ваш ответ должен быть утвердительным.
 

Итак, почему подошвы обуви украшены этими резными узорами?

 

Мы называем эти резные узоры под вашей обувью ступенями . Ступени помогают вам ходить, не скользя и не скользя. Ступени делают подошву обуви более шероховатой, так что трение действует на землю, предотвращая скольжение или скольжение.

 

Балеринам нужно много скользить ногами. Вот почему балетки не имеют протектора.

 

 

Протекторы шин

Шины колес также имеют протекторы. Протекторы на шинах предотвращают занос во время движения. У транспортных средств, таких как тракторы, шины с глубоким протектором, потому что им приходится ездить по грязным полям. Вот почему колеса трактора большие, а их шины шероховатые, чтобы дать им дополнительное сцепление с грязью. Но обычная автомобильная шина застревает в грязи или крутится, не цепляясь за землю, поскольку ее колеса невелики, а шины не имеют глубоких протекторов.

 

 

Так что помните;

Чем глубже гусеницы, тем сильнее они прилегают к земле.

 

Вот несколько примеров использования большего трения.

 

Запрещается управлять автомобилем с глубиной протектора шин менее 1,6 мм.

 

Рисунок канавок на шине предназначен для отвода воды из-под шины.

 

Тепло трения

 

Что бы вы почувствовали, если бы быстрее потерли руки?

 

Если вы еще этого не сделали, у вас есть шанс! Потрите руки быстрее и посмотрите, как вы себя почувствуете.

 

Да, вы определенно чувствуете, как ваши руки становятся теплее. Это происходит из-за тепловой энергии, выделяемой трением. Мы называем это теплотой трения .

 

 

Тепло от трения иногда полезно. Когда ваши руки замерзнут, вы можете потереть их друг о друга и согреть.

 

Трение между движущимися частями может привести к перегреву механизмов. Это приводит к быстрому износу деталей. Кроме того, в некоторых случаях это может привести к пожару.

 

Это пример проблем, вызванных трением.

 

Уменьшение трения

 

Примеры уменьшения трения

 

Чем может быть полезно уменьшение трения?

 

Итак, как можно уменьшить трение движущихся частей машин?

 

Как известно, когда движущиеся части машин трутся друг о друга, они быстро изнашиваются от трения. Машина тоже тормозит. В качестве решения машины необходимо смазывать маслом или консистентной смазкой. Смазка снижает трение. Хорошо смазанная машина работает более плавно и служит дольше.

 

 

Вот почему масло заливается в автомобильный двигатель, чтобы уменьшить трение между движущимися частями.

 

Кроме того, колеса часто используются для уменьшения трения.

 

Другие способы уменьшения трения

 

• Лыжники натирают лыжи, чтобы уменьшить трение. Кроме того, лыжи сделаны гладкими и узкими, чтобы уменьшить трение. Это позволяет лыжникам легко скользить по снегу.

 

Примеры меньшего трения – нам нужно меньше трения для катания на лыжах

 

Примеры меньшего трения – нам нужно меньше трения для катания на коньках

 

Примеры меньшего трения – нам нужно меньше трения для катания на санках

 

90 096

Тефлон, который используется для покрытия сковород с антипригарным покрытием, создает меньше трения, чем любое другое твердое вещество.