
Smykové tření a třecí síla

Mezi dvěma tělesy, která jsou v kontaktu, působí různé síly. Jednou skupinou těchto sil je působení mezi jejich povrchy, pokud jsou v přímém kontaktu (doteku).
Tyto síly jsou mikroskopické (slabé vazby mezi nejbližšími atomy) i makroskopické (nerovnosti které do sebe zapadají) a mají většinou hlavní vliv na pohyb jednoho tělesa po druhém. Pokud se tělesa po sobě sunou (nevalí), říkáme účinkům takových sil smykové tření (sunutí=smýkání).
Sílu, která směřuje proti směru pohybu (nebo proti směru, ve kterém se o pohyb snažíme), nazýváme třecí silou F_t. Tato třecí síla záleží na tlakové síle F_N, kterou proti sobě povrchy působí, a na tom, jak dobře po sobě povrchy umí klouzat. To pro danou dvojici materiálů vyjadřuje experimentální konstanta koeficientu smykového tření f.
ocelový nůž brusle a led |
0,03 |
hladká ocel a mosaz (naolejované) |
0,11 |
cihla a suché dřevo |
0,60 |
pneumatika a suchý asfalt |
0,72 |
guma a guma |
1,16 |
(většinou se f pohybuje v rozmezí 0 až 1) |
|
Smykové tření dělíme na klidové (statické) a smykové tření v pohybu (dynamické).
Klidové tření
Probíhá, dokud ještě nedochází ke smýkání, i když se jej nějaká síla snaží vyvolat. Například jde o:
- auto zabrzděné v kopci
- sešit ležící na křivém stole
- skříň, kterou se snažíme posunout, ale nemůžeme s ní ani hnout
Třecí síla je pak stejně velká jako výslednice sil, které se pokoušejí vyvolat pohyb. Maximální klidová třecí síla je vyjádřena z F_N a f jako
F_t=f\cdot F_N
pokud tuto hodnotu ostatní síly překonají, těleso se rozpohybuje.
Smykové tření v pohybu
Funguje jako brzda působící proti směru pohybu. Jde například o:
- dítě klouzající po skluzavce
- tužku píšící na papír
- koleno drásající se o asfalt
- nebo i ten sešit, když se jej pokusíme položit na příliš nakloněný povrch
Tření v pohybu je o něco slabší, než maximální klidové tření. Výpočet F_t=f\cdot F_N platí i zde, ale koeficient f je v pohybu nižší. Např. pneumatika ve smyku nebude mít f=0{,}72 ale jen f=0{,}65. Často se tedy i označují odlišně – například f_0 v klidu a f v pohybu.
Zajímavosti
- Nižší f v pohybu můžeme vysvětlit tak, že povrchy nemají dost času do sebe co nejlépe zapadnout.
- Protože je pohybové tření menší než to klidové, znamená to, že kvádr, který jednou po nakloněné rovině rozjede, se už nezastaví. Až dole.
Zavřít