Még az iskolai évek alatt, a hetedik vagy nyolcadik osztályban mindenki megismerkedik a dinamikus fizika egy új fogalmával - a súrlódással. Sokan azonban az érettség után elfelejtik, mi a súrlódás, és hogyan működik ez az erő. Próbáljuk megérteni ezt a témát.
A fogalom meghatározása
A súrlódás egy jelenség, melynek jelentése a következő: amikor két test érintkezik egymással, akkor az érintkezés helyén speciális kölcsönhatás jön létre, amely megakadályozza, hogy a testek egymáshoz képest tovább mozogjanak. Nyilvánvaló, hogy ki lehet számítani e testek kölcsönhatásának értékét. A súrlódási erő ezt a kölcsönhatást mennyiségileg jellemzi. Ha merev testek között súrlódás lép fel (például egy könyv és egy könyvespolc vagy egy alma és egy asztal kölcsönhatása), akkor ezt a kölcsönhatást száraz súrlódásnak nevezzük.
Meg kell érteni, hogy a súrlódás olyan erő, amelynek elektromágneses természete van. Ez azt jelenti, hogy ennek az erőnek az oka az adott testet alkotó részecskék közötti kölcsönhatás.
Mi a súrlódás?
A világunkban létező tárgyak sokfélesége miatt megtehetihatározza meg, hogy mindegyiknek megvan a saját szerkezete és egyedi tulajdonságaik. Ez azt jelenti, hogy a különböző elemek közötti interakció eltérő lesz. A fizika számos problémájának lényegének helyes megértéséhez és hozzáértő megoldásához a súrlódás három típusát feltételesen el kell különíteni. Tehát elemezzük mindegyiket külön:
- Az első súrlódás az a statikus súrlódás, amely akkor lép fel, ha nincs két test relatív mozgása. Mindenütt láthatunk rá példát, mert ez a súrlódás által keltett erő egyensúlyban tartja a tárgyakat. Például áruk mozgó szállítószalagon, falba ütött szög, vagy a padlón álló személy.
- A csúszósúrlódás feltételesen a második súrlódás. A csúszás értékét a következőképpen határozzuk meg: ha egy egyensúlyban lévő testre nagyobb erőt fejtünk ki, mint a statikus súrlódási erő, akkor a csúszó súrlódási erő hatni kezd, és a test elmozdul.
- És végül a gördülési súrlódás, amely megmagyarázza két test kölcsönhatását, amelyek közül az egyik átgördül a másik felületén. A gördülési és csúszási súrlódás különbségét az magyarázza, hogy bármilyen mozgásnál a test területei az érintkezési felület hosszában elmozdulnak, és a megszakadt molekulák közötti kötések helyett újak jönnek létre. És abban az esetben, ha a kerék csúszás nélkül gördül, a molekuláris kötések sokkal gyorsabban szakadnak meg a kerékszakaszok felemelésekor, mint csúszáskor. Kiderült, hogy a gördülési súrlódási erő kisebb, mint a csúszóerő.
Hol és hogyan használható a súrlódás?
A súrlódás azpótolhatatlan jelenség, amely nélkül nem tudnánk elemi dolgokat csinálni: sétálni, ülni, vagy egyszerűen csak tárgyakat tartani a kezünkben. Ezért ne becsülje alá a súrlódás jelentőségét. Ahogy Guillaume francia fizikus mondta: "Ha nem lenne súrlódás, Földünk egyetlen érdesség nélkül lenne, olyan lenne, mint egy cseppfolyós".
Talán a legjobb példa, amely a legpontosabban jellemzi a súrlódást, a kerék működése. Már az ókorban is észrevették, hogy a gördülési súrlódási erők sokkal kisebbek, mint a csúszósúrlódási erők. A gördülési súrlódás tagadhatatlan előnyei miatt az emberek rönköket vagy hengereket raktak a nehéz és terjedelmes rakományok mozgatására. Idővel az emberek továbbfejlesztették tudásukat a gördülési súrlódás csodálatos tulajdonságairól, megfigyelték a tárgyak mozgását a súrlódási erők hatására, és végül feltalálták a kereket! A modern világban lehetetlen elképzelni az életet ezek nélkül a pótolhatatlan alkatrészek nélkül, mert a kerekek minden közlekedési eszköz második "motorjai"!
Hogyan kell kiszámítani a súrlódási erő értékét?
Mint minden más erőnek, a súrlódási erőnek is egész értéke van. Annak érdekében, hogy pontosan meghatározzuk, mekkora erő szükséges a mozgáshoz vagy más típusú munkákhoz, ki kell számítani a statikus súrlódási erőt. A mérnökök általában ezt teszik, ha például gyárakat építenek vagy új eszközöket találnak fel. Azonban még a hétköznapi iskolások is szembesülnek bizonyos feladatokkal, ahol ki kell számítani a súrlódási erőt. Tehát megszámolniértéket, csak egy egyszerű képletet kell használnia: Ffriction=KN, ahol k a súrlódási együttható. Az összes együttható értéke mindig attól függ, hogy a test mely felületén mozog vagy kölcsönhatásba lép. Az "N" képletünkben a támasz testre ható reakcióerejét jelenti. Elsősorban a támasz felületével érintkező test tömegétől függ.
Számítsa ki a feladatban szereplő erő értékét
Tegyük fel, hogy egy m=3 kg tömegű test van egy vízszintes táblán. A falap és a test közötti súrlódási együttható 0,3 Hogyan találjuk meg a súrlódási erő értékét? Nagyon egyszerű, mindössze annyit kell tennie, hogy beilleszti értékeinket a képletbe. Csak azt kell figyelembe venni, hogy N ebben az esetben egyenlő a test súlyával (Newton 3. törvénye szerint). Tehát a kívánt erő (mg)k=(3 kg10 m/s2)0, 3=9 H.
