§ 6.11. уменьшение механической энергии системы под действием сил трения

Примеры трения в жизни

Чтобы преодолеть силу трения, нужно прилагать дополнительные усилия. Сила — это любое взаимодействие, которое имеет тенденцию изменять движение объекта.

Мы ежедневно сталкиваемся с силой трения. Рассмотрим некоторые ее примеры в нашей повседневной жизни. Примеры были разделены на сухое трение, трение жидкости и сопротивление воздуха.

Примеры трений в природе и быту

Зажигание спички: мы ударяем спичкой по шероховатой боковой поверхности коробка, чтобы создать трение. Спичка загорается из-за нагревательного эффекта трения.
Чистка зубов для удаления частиц: липкие частицы застревают на зубах и их очень трудно удалить. Чистящее действие щетки позволяет преодолеть силу трения частиц и удалить их.
Моющие поверхности: грязь и другие мелкие частицы оседают на поверхности предметов. Иногда очень трудно удалить их простым вытиранием пыли. При очистке используется сила вместе с водой, чтобы преодолеть трение, проявляемое частицами пыли.
Глажка рубашки: трение позволяет вам оказывать давление на сморщенную поверхность, чтобы разгладить одежду. Трение прямо пропорционально давлению, которое мы оказываем.
Написание на поверхностях: в данном процессе трение между ручкой и поверхностью бумаги приводит к тому, что на поверхности остается мало частиц

Это очень важное применение трения.
Ходьба по маслянистой поверхности: низкое трение, обеспечиваемое маслянистой поверхностью, заставит вас поскользнуться. Это может быть использовано в качестве приложения трения при использовании масла в качестве смазки для уменьшения трения в движущихся деталях.
Удержание предметов: для удержания любого предмета, такого как бутылка, стакан, телефон или книга, вам нужно трение.
Потирание рук для получения тепла: трение всегда имеет связанный с ним эффект нагрева.
Ремень, удерживающий брюки: трение ремня о брюки заставляет его оставаться на месте и т

д.

Примеры трения на открытом воздухе

Спуск с детской горки: когда мы спускаемся с горки, возникает трение скольжения. Оно останавливает нас от немедленного падения. Трение позволяет нам совершать это захватывающее скольжение без какой-либо опасности.
Гвоздь, закрепленный на стене: трение между гвоздем и стеной удерживает его на месте.
Ходьба по твердой земле: очень трудно идти по болотистой местности или песчаным дюнам. Такие поверхности обеспечивают очень небольшое трение при ходьбе.
Шлифовка наждачной бумагой: шероховатые поверхности и края полируются с помощью наждачной бумаги для обеспечения гладкости. Шероховатая и твердая поверхность наждачной бумаги устраняет неровности поверхности. Это очень распространенный метод, используемый для шлифования, чтобы уменьшить трение на деревянных поверхностях.
Езда на велосипеде по дороге: Трение позволяет вам начинать, останавливать и поворачивать велосипед. Трение обеспечивает велосипеду необходимое сцепление.
Тормоза на мотоциклах или автомобилях: трение между тормозными колодками и колесом обеспечивает достаточное трение, чтобы остановить движение транспортного средства.

Примеры трения в природе

Геккон на стене: ящерица геккон способна взбираться по вертикальной поверхности из-за очень сильной силы трения между ее ногами и стеной. Для создания такой большой силы трения используются силы Ван-дер-Ваальса.
Вьющиеся растения: существует разновидность вьющихся растений (растений-альпинистов), которые легко взбираются на поверхность благодаря силе трения. Это, например, японская глициния, зимний жасмин, вечнозеленый клематис, вьющаяся гортензия. Как правило, они используют шероховатые поверхности для лазания, такие как кора деревьев и т. д.
Лесные пожары: нежелательные лесные пожары являются, в том числе, результатом трения деревьев. Оно вызывает эффект нагрева, приводящий к пожарам.

Определение силы трения

Когда мы говорим «абсолютно гладкая поверхность» — это значит, что между ней и телом нет трения. Такая ситуация в реальной жизни практически невозможна. Избавиться от трения полностью невероятно трудно.

Чаще при слове «трение» нам приходит в голову его «тёмная» сторона — из-за трения скрипят и прекращают качаться качели, изнашиваются детали машин. Но представьте, что вы стоите на идеально гладкой поверхности, и вам надо идти или бежать. Вот тут трение бы, несомненно, пригодилось. Без него вы не сможете сделать ни шагу, ведь между ботинком и поверхностью нет сцепления, и вам не от чего оттолкнуться, чтобы двигаться вперёд.

Трение — это взаимодействие, которое возникает в плоскости контакта поверхностей соприкасающихся тел. Сила трения — это величина, которая характеризует это взаимодействие по величине и направлению.

Основная особенность: сила трения приложена к обоим телам, поверхности которых соприкасаются, и направлена в сторону, противоположную мгновенной скорости движения тел друг относительно друга. Поэтому тела, свободно скользящие по какой-либо горизонтальной поверхности, в конце концов остановятся. Чтобы тело двигалось по горизонтальной поверхности без торможения, к нему надо прикладывать усилие, противоположное и хотя бы равное силе трения. В этом заключается суть силы трения.

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.

Принцип работы покрытий

Антифрикционные твердосмазочные покрытия формируют на поверхности металлической детали композиционный слой толщиной около 15-25 мкм. Связующее вещество прочно сцепляется с основой и образует полимерную матрицу, ячейки которой заполнены частицами твердых смазочных материалов – дисульфида молибдена, политетрафторэтилена, графита и др.

При нанесении покрытия микронеровности поверхности заполняются и выравниваются, увеличивается ее опорная площадь (илл. 2). Слоистая структура материала обеспечивает малое сопротивление сдвигу. При этом снижается механическая составляющая коэффициента трения.

Илл. 2. Покрытие на поверхности детали

Образовавшийся защитный слой препятствует прилипанию резины к металлу и выполняет разделительную функцию. Это снижает молекулярную составляющую коэффициента трения.

Антифрикционные твердосмазочные покрытия MODENGY во многих случаях полностью заменяют другие виды смазочных материалов. В отличие от пластичных смазок или масел покрытия выдерживают очень высокие нагрузки, не выдавливаются из зоны трения, инертны по отношению к различным химическим веществам и устойчивы к агрессивным факторам.

Презентация на тему: » Способы уменьшения и увеличения силы трения. Цель: Изучить способы уменьшения и увеличения силы трения.» — Транскрипт:

Способы уменьшения и увеличения силы трения

Цель: Изучить способы уменьшения и увеличения силы трения.

Роль силы трения при ходьбе В отсутствии трения покоя ни люди, ни животные не могли бы ходить по земле.

Движение по скользкой поверхности Ходить по льду нелегко, т.к. трение, возникающее между поверхностью льда и подошвой обуви, мало. Ходить по льду нелегко, т.к. трение, возникающее между поверхностью льда и подошвой обуви, мало. Как можно облегчить хождение по скользкой поверхности? Как можно облегчить хождение по скользкой поверхности?

Два главных изобретения — колесо и добывание огня — связаны со стремлением уменьшить и увеличить эффекты трения.

Опорный конспект ПОЛЬЗА ВРЕД ПОЛЬЗА ВРЕД 1. F тр. пок. – «движущая сила» 1. Препятствует движению 2. «тормозящая сила» 2. Изнашивает поверхность УВЕЛИЧИТЬ УМЕНЬШИТЬ УВЕЛИЧИТЬ УМЕНЬШИТЬ а) шероховатость («песок») а) смазка б) «нагрузить» б) подшипники F тр. кач.

Уменьшение силы трения Во-первых, мы знаем, трение бывает не всегда твердым, хотя именно от него в тысячах ситуаций стремятся избавиться. Например, смазывают детали механизмов и машин, чтобы уменьшить их износ и не терять впустую энергию, уходящую на бесполезный нагрев.

Смазка При наличии смазки соприкасаются не сами поверхности тел, а ее соседние слои. Трение между слоями жидкости слабее, чем между твердыми поверхностями.

Уменьшение силы трения Подшипники Внутреннее кольцо подшипника насаживают на вал, который при вращении не скользит, а катится на шариках или роликах. Внутреннее кольцо подшипника насаживают на вал, который при вращении не скользит, а катится на шариках или роликах.

Уменьшение силы трения Ракетам, самолетам, автомобилям, движущимся с большими скоростями, придают обтекаемую форму, что уменьшает силу трения.

Уменьшение силы трения Пловцы со всего мира установили мировые и Олимпийские рекорды в Пекине, нося плавательный костюм, сделанный из особой ткани, испытанной в НАСА. Благодаря этим костюмам, названным «быстрая кожа», трение уменьшается на 3%.

У велосипедистов появились новые шлемы. Их гладкая поверхность обладает малым коэффициентом трения

Воздушная подушка Суда на воздушной подушке — это аппараты, поддерживающие себя над опорной (земной или водной) поверхностью с помощью воздушной подушки, создаваемой судовыми вентиляторами. В отличие от обычных судов и колесного транспорта суда на воздушной подушке (СВП) не имеют физического контакта с поверхностью, над которой движутся

Увеличение силы трения Шины автомобилей делают с рифленой поверхностью. Шины автомобилей делают с рифленой поверхностью.

Вывод Я узнал много способов увеличения и уменьшения силы трения.

Механизм трения в парах «резина-металл»

Одной из проблем, возникающих при работе резиновых уплотнений, является прилипание резины к сопряженным металлическим поверхностям. В состоянии покоя коэффициент трения резины по металлу достигает огромных значений – f=1,0…1,2. Для страгивания деталей в этом случае необходимо преодолеть силу трения и приложить к уплотнению значительные усилия. При этом резина выдавливается в зазоры, и на поверхности уплотнения часто образуются характерные повреждения (илл. 1). В дальнейшем они могут привести к разрыву материала и разгерметизации узла.

Илл. 1. Внешний вид повреждений резиновой детали, вызванных прилипанием к металлической поверхности

Величина силы трения резины по металлу прямо пропорциональна коэффициенту трения, который, согласно молекулярно-механической теории, имеет механическую и молекулярную составляющие. Механическая возникает вследствие взаимного перемещения и деформации контактирующих поверхностей, имеющих миконеровности. Молекулярная составляющая обусловлена силами притяжения молекул конструкционных материалов.

В резино-металлических парах преобладает механическое трение. Снизить его можно путем шлифования, полирования или других методов финишной обработки металлической поверхности. Сглаживание микронеровностей увеличивает площадь площадь контакта деталей, однако в этом случае начинает преобладать молекулярное трение.

Таким образом, снижение трения в парах «резина-металл» является сложной инженерной задачей. Для ее решения существует современная технология твердой смазки, которую реализуют антифрикционные твердосмазочные покрытия MODENGY.

Негативные последствия трения

Момент трения – один из ключевых факторов потерь энергии в подшипниках. Чтобы преодолеть сопротивление качению, необходима определенная сила, которая действует на поверхностные слои материалов, вызывая их передеформирование. В результате действия этой энергии возникают негативные явления:

Нагрев,
Изменение свойств смазки,
Деградация рабочих поверхностей,
Перераспределение зазоров,
Потеря точности и плавности хода,
Шум,
Уменьшение нагрузочной способности узла,
Затруднение запуска, вплоть до выхода из строя пускового оборудования.

Нагрев в той или иной мере присутствует в любом подшипнике, поэтому большинство механизмов нуждаются в теплоотводе. Он реализуется через смазку с циркуляцией и промежуточным охлаждением, а также через вал и корпус, если позволяют условия окружающей среды и специфика установки узла. Консистентные смазки не рассматривают в качестве способа теплоотвода. Баланс мощности нагрева и возможностей теплоотвода напрямую влияет на допустимую частоту вращения подшипника.

При критических изменениях, таких как заедание, появление механических повреждений, шум и вибрация механизма, необходимо заменить изношенный подшипник и установить причины его повышенного трения.

Роль трения в природе, технике, жизни

Примером трения в природе и технике выступает человек, забивающий гвоздь в деревянную балку своей лодки. Одним из наиболее очевидных эффектов трения является то, что оно может привести к постепенному изнашиванию вещей; это можно увидеть на таких примерах, как неровные подошвы нашей обуви, преднамеренное трение наждачной бумагой о поверхность. Опыт попыток ходить, кататься на роликовых коньках или лыжах по скользким поверхностям, таким как лед или снег, способствует пониманию того, что двигаться и/или менять направление трудно в условиях, когда трение уменьшается. Трение часто изображается в популярных средствах массовой информации как имеющее «плохой» эффект и как нечто, что необходимо уменьшить или устранить (например, с помощью масел, снижающих трение).

Однако в повседневной жизни трение само по себе не рассматривается как нечто, требующее силы, вещи просто не движутся (например, ребенок, который неподвижно сидит на полпути вниз по горке).

Таблица коэффициента трения между некоторыми распространенными материалами:

Материалы	μs коэффициент трения
Стекло и стекло	0,9
Стекло и металл	0,5-0,7
Лед и дерево	0,05
Железо и Железо	1
Резина и бетон	0,6
Сталь и сталь	0,8
Шины и дорога (в сухом состоянии)	1
Шина и дорога, (во влажном состоянии)	0,2
Дерево и металл	0,2–0,6

Трение имеет как преимущества, так и недостатки.

Преимущества трения:

Мы не могли бы писать, если бы не было трения между бумагой и карандашом.
Трение позволяет нам ходить по земле.
Мы не можем бежать по скользкой земле.
Птицы не могли бы летать, если бы не было сопротивления воздуха. Реакция выталкиваемого воздуха позволяет птицам летать.

Недостатки трения:

Трение нежелательно при движении на высоких скоростях, поскольку оно препятствует движению и, таким образом, ограничивает скорость движущихся объектов.
Большая часть нашей полезной энергии теряется в виде тепла и звука из-за трения между различными движущимися частями машин.
В машинах трение также вызывает износ их движущихся частей.

Заправочные объемы и марки масел, жидкостей Лада Ваз 2110

Место заправки/смазки

Наименование масла/жидкости

Что и сколько заливать в LADA (Ваз) 2110

Топливный бак – 43 л. Тип горючего – бензин АИ-92, АИ – 95.

Замена моторного масла должна выполняться каждые 10 тысяч км. При этом устанавливается новый масляный фильтр. Рекомендована жидкость с уровнем качества API: SG, SH, SJ. Обьем заправки – 3,5 л. Она же применяется и для картера силовой установки.

Антифриз необходимо менять каждые 60 тысяч км или один раз в два года. Рекомендованы следующие охлаждающие жидкости Тосол АМ, Тосол А-40М, ОЖ-К-ХТ, ОЖ-40-ХТ, ОЖ-К-СК, ОЖ-40-СК, ОЖ-40, ТОСОЛ-ТС, AGIP ANTIFREEZE EXTRA, Glisantin G 03.

В инструкции по эксплуатации авто указана периодичность замены трансмиссионного масла – 30 тысяч км. Выбирать жидкости необходимо исходя из условий эксплуатации:

от –26°С до +45°С SAE 80W-85 (АРI GL-4, GL-4/5);
от –40°С до +45°С SAE 75W-90 (GL-4/5).

Смазка картера заднего моста меняется раз в 60 тысяч км. При этом периодически контролируется ее уровень. Через каждые 20 тысяч км необходимо его проверять. Если необходимо, доливать до отметки.

Замена тормозной жидкости проводиться независимо от пробега машины один раз в два года. Рекомендован DOT-4 отечественного производства или зарубежный аналог. Обьем – 0,55 л.

Вентиляция картера двигателя

Рис. Схема вентиляции картера двигателя автомобиля ВАЗ: 1 — трубка; 2 — маслоотделитель; 3 — крышка; 4 — шланги; 5 — пламегаситель; 6 — вытяжной коллектор; 7 — фильтрующий элемент; 8 — шланг; 9 — ось дроссельной заслонки; 10 — золотник; 11 — канавка золотника; 12 — калиброванное отверстие.

Вентиляция картера двигателя ВАЗ — принудительная, закрытая, не допускающая выделения картерных газов в атмосферу. Осуществляется за счет разрежения в цилиндрах двигателя.

Система вентиляции картера включает в себя:

шланг 4;
маслоотделитель 2;
вытяжной коллектор 6, размещенный снизу воздушного фильтра.

Картерные газы при работе двигателя отсасываются в вытяжной коллектор через маслоотделитель 2 с крышкой 3, где масло отделяется и стекает вниз по трубке 1. В шланге 4 установлен пламегаситель 5, не допускающий прорыва пламени в картер при «хлопках» в карбюратор.

Из вытяжного коллектора газы далее могут проходить двумя путями:

в воздушный фильтр, минуя фильтрующий элемент 7, и через карбюратор в цилиндры двигателя с горючей смесью;
через шланг 8 в золотниковое устройство карбюратора и далее в задроссельное пространство карбюратора.

Золотниковое устройство регулирует режим отсоса картерных газов при различной частоте вращения коленчатого вала и состоит из золотника 10 на оси 9 дроссельной заслонки первой камеры и калиброванного отверстия 12. Золотник имеет канавку 11.

При малой частоте вращения коленчатого вала (при закрытых дроссельных заслонках) разрежение на входе в карбюратор незначительное, и основная масса газов отсасывается по шлангу 8 через калиброванное отверстие 12 в задроссельное пространство карбюратора. Калиброванное отверстие ограничивает количество отсасываемых газов, и вентиляция оказывает малое влияние на величину разрежения за дроссельной заслонкой.

С повышением частоты вращения коленчатого вала при открывании дроссельной заслонки золотник 10 поворачивается и открывает дополнительный путь для газов по канавке 11. Газы отсасываются как по шлангу 8, так и в воздушный фильтр. Общее количество отсасываемых газов увеличивается.

При высокой частоте вращения коленчатого вала (дроссельные заслонки открыты) основная масса газов отсасывается в воздушный фильтр в пространство за фильтрующим элементом.

Не нашли интересующую Вас информацию? Задайте вопрос на нашем форуме.

Масляный фильтр

Фильтр полнопоточный, неразборный, навертывается на штуцер блока цилиндров и соединяется каналами с масляным насосом и главной масляной магистралью. Для снятия фильтра используется приспособление А.60312. При установке фильтр рекомендуется завертывать вручную без приспособления. В стальном корпусе фильтра установлен фильтрующий элемент из специального картона. Фильтр имеет противодренажный и перепускной клапаны. Противодренажный клапан не позволяет стекать маслу из системы при остановке двигателя, перепускной — перепускает масло при засорении фильтрующего элемента из насоса в главную масляную магистраль.

Способы увеличения силы трения с примерами

Письмо с инструкцией по восстановлению паролябудет отправлено на вашу почту

Главная
5-Класс
Естествознание
Видеоурок «Сила трения. Способы увеличения и уменьшения трения.»

Каждый из нас катался на санках или на лыжах, а кто задавал себе вопрос: «Почему я как бы сильно не оттолкнулся, все равно рано или поздно остановлюсь»?

Представьте такую картинку – учебник, лежит на парте. Если его толкнуть, то есть приложить к нему силу, то он изменит скорость с нулевого значения до какого-то определенного. Однако через некоторое время учебник остановится.

Мы уже знаем, что изменение скорости тела есть результат приложения силы. Какая же сила подействовала в этом случае?

Остановиться учебнику помогла сила трения. Сила трения возникает при движении одних тел по поверхности других, и когда тело пытаются сдвинуть с места.

От чего возникает сила трения?

Для ответа на этот вопрос можно проделать простейший эксперимент. Попробуем провести линию простым карандашом сначала на бумаге, а затем на стекле. На бумаге у нас это сделать получится, а на стекле нет. Это происходит потому, что поверхность бумаги и грифеля карандаша имеет неровности, если посмотреть на них под микроскопом. Частицы грифеля как бы зацепляются за шероховатости бумаги и остаются там. Поверхность же стекла гладкая и мы такого не наблюдаем.

Отсюда можно сделать вывод о том, что величина силы трения зависит от наличия шероховатостей соприкасающихся поверхностей.

А исчезнет ли сила трения в том случае, когда обе поверхности будут гладко отшлифованы? Для ответа на этот вопрос можно провести следующий эксперимент: с поверхности воды попытаемся оторвать стекло или зеркало. Это сделать достаточно сложно. В этом случае сила трения возникать тоже будет, но причина ее существования другая – взаимное притяжение молекул соприкасающихся поверхностей. И в последнем примере величина силы трения будет в разы больше.

Помимо величины сила должна иметь направление. Сила трения всегда направлена в противоположную движению тела сторону.

Трение бывает трех видов:

1. Трение покоя. Все тела покоятся на месте только благодаря трению покоя. В противном случае все бы падало.

2. Трение скольжения. Примером данного вида трения может служить катание с горы на санках.

3. Трение качения. Примером может быть движение и остановка автомобиля.

Из всех трех видов наибольшей величиной обладает трение покоя, а наименьшей – трение качения. Катить легче, чем волочить. Именно поэтому во всех инженерных сооружениях и технике, где это возможно, скольжение заменяют на качение.

Так для постройки памятника Петру I в Санкт-Петербурге, громадную каменную глыбу весом около 1000 тонн доставили в город на катках, поскольку дотащить волоком постамент для памятника основателю города, было бы невозможно.

Величину силы трения можно измерить динамометром, а измеряется она в Ньютонах.

С точки зрения пользы для человека трение может быть вредным и полезным. К примеру, когда начинает скрипеть и плохо открываться дверь трение считается вредным. Полезным можно назвать то трение, при котором велосипедист может остановиться на светофоре. Если бы его не было, то он продолжал бы неконтролируемое движение. В некоторых случаях для того, чтобы уменьшить трение применяют различные смазочные материалы. Ни один подшипник без технического масла работать не сможет.

Таким образом, трение имеет крайне важное значение в нашей жизни. Трение не только позволяет контролировать движение, оно способствует также и устойчивости тел

Не будь его, все будет катиться, и скользить, пока не окажется на одном уровне. Гвозди и винты выскользнут из стен, ткани расползутся, ни одну пуговицу невозможно будет пришить, нитки просто не будут держаться ни в иглах, ни в тканях.

Без трения покоя мы бы не могли ни ходить, не ездить. Вспомните, как трудно передвигаться в гололед. Причиной возникновения силы трения может быть либо наличие шероховатостей на соприкасающихся поверхностях, либо взаимное притяжение молекул взаимодействующих тел. Сила трения измеряется в Ньютонах и направлена в противоположную движения тела сторону.

Источник

С помощью трения скольжения вместо трения качения

Трение скольжения всегда больше, чем трение качения, независимо от ситуации. Рассмотрим возможность автомобиля с квадратными колесами. Трение, создаваемое качением, широко используется в нашей повседневной жизни.

Примеры

Шариковые подшипники используются для разделения двух дорожек подшипников с помощью шариков в качестве разделителей между двумя дорожками. В результате трение скольжения становится трением качения. Гонки больше не будут скользить друг по другу, а вместо этого будут передавать вес шарам посредством трения качения.
Механизм поломки автомобиля
Потираем руки вместе

Как уменьшить силу трения

Для того, чтобы уменьшить силу трения, соприкасающиеся поверхности могут быть отшлифованы. Кроме того, трущиеся места смазываются, а трение скольжения заменяется более эффективным трением качения.

Выступающие места на одной из поверхностей никогда не совпадают с такими же выступами на другой. Однако, при совершении сжатия, эти выступы деформируются, что приводит к увеличению площади контакта в пропорции с приложенной нагрузкой. Именно эти места неровностей, сопротивляющиеся сдвигу, служат причиной возникновения силы трения. При этом, не следует забывать, что даже на идеально гладких поверхностях, сила трения появится за счет молекулярного притяжения.

Кроме того, необходимо знать, что это величина, которую можно измерить специальным прибором — динамометром. Если тело движется равномерно, то в этом случае сила тяги, отраженная на динамометре, равна силе трения.

Единицей измерения силы трения как и любой другой силы, является один ньютон.

Нередко возникает вопрос, что более эффективно — трение качения или скольжения. Здесь все зависит от конкретных условий. Например, для нормального качения колес, поверхность должна быть твердой, гладкой и не скользкой. И, наоборот, по скользкой поверхности лучше всего скользить. Именно правильный выбор способен дать максимальный эффект.

Трение играет важную роль в повседневной жизни. Эту силу приходится учитывать при проектировании самых различных технических систем, принцип действия которых основан на непосредственном соприкосновении движущихся частей. Не всегда трение является вредным фактором, но все же в большинстве случаев разработчики стараются самыми разнообразными способами уменьшить .

Виды и режимы трения внутри подшипника

Трение в подшипнике складывается из нескольких факторов:

Трение качения. Зависит от величины нагрузки на механизм;
Гидравлическое сопротивление. На этот параметр в наибольшей степени влияет тип, количество, вязкость смазки. Учитывается также конструкция подшипника и частота вращения;
Трение скольжения тел качения. Определяется не только величиной, но и направлением нагрузки;
Трение сепаратора. Зависит от частоты вращения подшипника, специфики смазывания, качества обработки и приработанности элементов;
Трение уплотнений. Изменяется в зависимости от материала, степени преднатяга, конструкции уплотнительных элементов.

Существующие моменты трения и соответствующие потери могут увеличиваться из-за перекосов и несоосности, которые возникли вследствие ошибок монтажа, неправильного подбора смазки, несоответствующего режима нагрузки.

Классические подшипники качения имеют оптимальную долговечность и эффективность, если работают в режиме жидкостного или граничного трения. В первом случае прямой контакт двигающихся деталей полностью исключен. Нагрузка передается через слой смазки большой толщины (до 70 мкм), который прилипает к поверхностям внутри подшипника. В данном режиме величина коэффициента трения до 0,005.

Режим граничного или полусухого трения предусматривает меньшее количество смазки. Толщина слоя составляет около 0,01 мкм. При определении свойств смазки, которая действует при полусухом трении, неверно учитывать ее стандартные объемные свойства, так как тончайшая пленка приобретает иные характеристики. В таком режиме наблюдается повышенный износ контактирующих элементов подшипника. Коэффициент трения составляет от 0,005 до 0,10.

Подшипники, которые работают в условиях жидкостного трения, при пуске и остановке также переходят в граничный режим. Смазочные материалы подбирают с учетом этого факта, отдают предпочтение составам со специальными присадками, которые снижают износ поверхностей.

Сила трения: величина, направление

С силой трения вы сталкиваетесь буквально каждую секунду. Каждый раз, когда вы взаимодействуете с любой поверхностью — идете по асфальту, сидите на стуле, пьете чай из чашки — на вас действует сила трения.

Трение — это и есть взаимодействие в плоскости соприкосновения двух поверхностей.

Чтобы перевести трение на язык физики, вводится понятие сила трения.

Сила трения — это величина, которая характеризует процесс трения по величине и направлению.

Измеряется сила трения, как и любая сила — в Ньютонах.

Возникает сила трения по двум причинам:

Различные шероховатости, царапины и прочие «несовершенства» поверхностей. Эти дефекты задевают друг друга при соприкосновении и создается сила, тормозящая движение.
Когда контактирующие поверхности практически гладкие (до идеала довести невозможно, но стремиться к нему — значит устремлять силу трения к нулю), то расстояние между ними становится минимальным. В этом случае возникает взаимное притяжение молекул вещества этих поверхностей. Притяжение обусловлено взаимодействием между электрическими зарядами атомов. В связи с этим можно часто услышать формулировку «Сила трения — сила электромагнитной природы»

Направлена сила трения всегда против скорости тела. В этом плане все просто, но всегда есть вопрос:

В задачах часто пишут что-то вроде: «Поверхность считать идеально гладкой». Это значит, что сила трения в данной задаче отсутствует. Да, в реальной жизни это невозможно, но во имя красивой математической модели трением часто пренебрегают.

Не переживайте из-за этой несправедливости, а просто решайте задачи без трения, если увидели словосочетание «гладкая поверхность».

Узнай, какие профессии будущего тебе подойдут
Пройди тест — и мы покажем, кем ты можешь стать, а ещё пришлём подробный гайд, как реализовать себя уже сейчас
Пройти тест!