Sadržaj

• Koraci
• Metoda 1 od 2: Površine trljajućih tijela
• Metoda 2 od 2: frontalni otpor
• Savjeti

Jeste li se ikada zapitali zašto vam se ruke zagrijavaju kad ih trljate jednu o drugu ili zašto možete zapaliti trljajući dva komada drva? Odgovor je trenje! Kad se dva tijela kreću jedno prema drugom, pojavljuje se sila trenja koja sprječava takvo kretanje.Trenje može uzrokovati oslobađanje energije u obliku topline, zagrijavanje ruku, snažnu vatru itd. Što je više trenja, više se oslobađa energije, pa ćete povećanjem trenja između pokretnih dijelova u mehaničkom sustavu dobiti mnogo topline!

Koraci

Metoda 1 od 2: Površine trljajućih tijela

1. 1 Kada se dva tijela kreću jedno prema drugom, mogu se dogoditi sljedeća tri procesa: nepravilnosti na površini tijela ometaju kretanje tijela međusobno; jedna ili obje površine tijela mogu se deformirati kao rezultat takvog kretanja; atomi svake površine mogu međusobno djelovati. Svi su ti procesi uključeni u pojavu trenja. Stoga, za povećanje trenja, odaberite tijela s abrazivnom površinom (poput brusnog papira), deformabilnom površinom (poput gume) ili površinom koja ima ljepljiva svojstva (poput ljepljive).
   • Više informacija o odabiru materijala za povećanje trenja potražite u vodičima ili mrežnim izvorima. Za uobičajene materijale možete pronaći njihove koeficijente trenja (kvantitativna karakteristika sile potrebne za klizanje ili pomicanje jednog materijala po površini drugog). Koeficijenti trenja nekih materijala navedeni su u nastavku (što je veći koeficijent, veće je trenje):
   • Aluminij u aluminij: 0,34
   • Drvo do drva: 0,129
   • Suhi beton preko gume: 0,6-0,85
   • Mokri beton na gumi: 0,45-0,75
   • Led na ledu: 0,01
2. 2 Pritisnite tijela bliže jedno drugom kako biste povećali trenje, budući da je sila trenja proporcionalna sili koja djeluje na tijelo koje trlja (sila usmjerena okomito na smjer kretanja tijela jedno prema drugom).
   • Zamislite disk kočnice u automobilu. Što više pritisnete papučicu kočnice, jače su kočione pločice pritisnute o naplatak kotača, a trenje postaje sve brže i automobil se brže zaustavlja. No, što je trenje jače, više se topline oslobađa pa se pri jakom kočenju kočione pločice jako zagrijavaju.
3. 3 Ako je jedno tijelo u pokretu, zaustavite ga. Do sada smo razmatrali trenje klizanja koje nastaje pri kretanju tijela jedno prema drugom. Trenje klizanja mnogo je manje od statičkog trenja, odnosno sile koju je potrebno svladati da bi se pokrenula dva dodirna tijela. Stoga je teže premjestiti težak predmet nego upravljati njime kad se već kreće.
   • Napravite jednostavan eksperiment kako biste razumjeli razliku između trenja klizanja i statičkog trenja. Stavite svoju stolicu na glatki pod (ne na tepih). Pazite da nema gumenih ili drugih jastučića na nogama stolice kako biste spriječili klizanje. Gurnite stolicu da biste je pomaknuli. Primijetit ćete da nakon što se stolica pokrene, postaje vam lakše pritisnuti je jer je trenje klizanja između stolice i poda manje od trenja u mirovanju.
4. 4 Uklonite mast između dvije površine kako biste povećali trenje. Maziva (ulja, vazelin itd.) Značajno smanjuju silu trenja između tijela koja se trljaju, jer je koeficijent trenja između krutih tvari mnogo veći od koeficijenta trenja između krutine i tekućine.
   • Napravite jednostavan eksperiment. Trljajte suhe ruke zajedno i primijetit ćete da im je temperatura porasla (toplije su). Sada navlažite ruke i ponovo ih protrljajte. Ne samo da vam je lakše trljati ruke, već se i zagrijavaju manje (ili sporije).
5. 5 Riješite se ležajeva, kotača i drugih kotrljajućih tijela kako biste se riješili trenja kotrljanja i dobili trenje klizanja koje je mnogo veće od prvog (stoga je lakše kotrljanje jednog tijela u odnosu na drugo nego guranje / povlačenje).
   • Na primjer, zamislite da tijela iste mase stavite u sanjke i na kolica s kotačima. Kolica s kotačima mnogo je lakše kretati (trenje kotrljanja) nego saonice (trenje klizanja).
6. 6 Povećajte viskoznost tekućine kako biste povećali silu trenja. Trenje se javlja ne samo pri kretanju krutih tvari, već i u tekućinama i plinovima (voda, odnosno zrak). Trenje između tekućine i krutine ovisi o nekoliko čimbenika, na primjer, viskoznosti tekućine - što je viskoznost tekućine veća, veća je i sila trenja.
   • Na primjer, zamislite da pijete vodu i med kroz slamku. Voda niske viskoznosti lako će proći kroz slamku, ali med, koji ima visoku viskoznost, teško će proći kroz slamku (budući da se med više trlja o stijenke slame).

Metoda 2 od 2: frontalni otpor

1. 1 Povećajte svoju površinu tijela. Kao što je gore napomenuto, kada se krute tvari kreću u tekućinama i plinovima, također nastaje sila trenja. Sila koja sprječava kretanje tijela u tekućinama i plinovima naziva se frontalni otpor (ponekad se naziva otpor zraka ili otpor vode). Čeoni otpor je veći s povećanjem površine tijela koja je usmjerena okomito na smjer kretanja tijela kroz tekućinu ili plin.
   • Na primjer, uzmite pelet mase 1 g i list papira iste težine i otpustite ih u isto vrijeme. Zrno će odmah pasti na pod, a list papira polako će potonuti. Ovdje je princip vuče tek vidljiv - površina papira je mnogo veća od površine peleta, pa je otpor zraka veći i papir sporije pada na pod.
2. 2 Koristite oblik tijela s visokim koeficijentom otpora. Po površini površine tijela usmjerenoj okomito na kretanje, moguće je suditi o frontalnom otporu samo općenito. Tijela različitih oblika stupaju u interakciju s tekućinama i plinovima na različite načine (kada se tijela kreću kroz plin ili tekućinu). Na primjer, okrugla ravna ploča ima veći otpor od okrugle ploče u obliku kugle. Vrijednost koja karakterizira otpor tijela različitih oblika naziva se koeficijent otpora.
   • Na primjer, razmislite o krilu aviona. Oblik avionskog krila naziva se aeroprofilom. To je elegantni, uski i zaobljeni oblik s niskim koeficijentom otpora (oko 0,45). S druge strane, zamislite da je avionsko krilo u obliku kvadratne, pravokutne prizme. Za takva krila, otpor bi bio ogroman (to je točno, budući da je koeficijent otpora kvadratne pravokutne prizme 1,14).
3. 3 Koristite manje moderna tijela. U pravilu velika kubična tijela imaju veliki otpor. Takva tijela imaju pravokutne uglove i ne sužavaju se prema kraju. S druge strane, moderna tijela imaju zaobljene rubove i obično se sužavaju prema kraju.
   • Na primjer, usporedite moderan automobil i automobil napravljen prije nekoliko desetljeća. Stari automobili bili su četvrtasti, dok moderni automobili imaju mnogo glatkih zavoja. Stoga moderni automobili imaju manji otpor i zahtijevaju manju snagu motora (što dovodi do uštede goriva).
4. 4 Koristite tijela bez rupa. Svaka prolazna rupa u tijelu smanjuje otpor propuštanjem zraka ili vode kroz rupu (rupe smanjuju površinu tijela okomito na kretanje). Što su veće prolazne rupe, manji je otpor. Zbog toga su padobrani, koji su dizajnirani za stvaranje velikog naprezanja (za usporavanje brzine pada), izrađeni od izdržljive, lagane svile ili najlona, ​​a ne od gaze.
   • Na primjer, možete povećati brzinu svog veslača za stolni tenis bušenjem više rupa u veslu (kako biste smanjili površinu vesla i smanjili otpor).
5. 5 Povećajte brzinu tijela kako biste povećali otpor (to vrijedi za tijela bilo kojeg oblika i materijala). Što je veća brzina objekta, veći volumen tekućine ili plina mora proći i veći je otpor. Tijela koja se kreću vrlo velikom brzinom doživljavaju ogroman otpor pa se moraju pojednostaviti; u protivnom, sila otpora će ih uništiti.
   • Na primjer, razmislite o Lockheedu SR-71, eksperimentalnom izviđačkom zrakoplovu izgrađenom tijekom Hladnog rata. Ovaj je zrakoplov mogao letjeti velikom brzinom od M = 3,2 i, unatoč svom pojednostavljenom obliku, doživio ogromno povlačenje (toliko veliko da se metal od kojeg je napravljen trup zrakoplova proširio pri zagrijavanju zbog trenja).

Savjeti

• Upamtite da trenje oslobađa mnogo energije u obliku topline. Na primjer, ne dodirujte kočne pločice automobila odmah nakon kočenja!
• Imajte na umu da velike sile otpora mogu dovesti do uništenja tijela koje se kreće u tekućini. Na primjer, ako tijekom putovanja brodom stavite komad šperploče u vodu (tako da mu je površina okomita na kretanje čamca), tada će se šperploča najvjerojatnije slomiti.