Wyjaśniamy, czym jest tarcie lub siła tarcia i jakie są jego przyczyny. Również tarcie statyczne i tarcie kinetyczne lub dynamiczne.
Co to jest tarcie?
Tarcie, siła tarcia lub siła tarcia to a zmuszać istniejące między dwiema stykającymi się powierzchniami, które są przeciwstawne ruchto znaczy ma kierunek przeciwny do ruchu. Siła ta może być dwojakiego rodzaju: statyczna (kiedy sprzeciwia się inicjacji poślizgu) lub dynamiczna (kiedy sprzeciwia się względnemu ruchowi).
Siła tarcia nie jest jedną z podstawowych sił we wszechświecie, tak jak powagaWynika to raczej ze złożonej interakcji między powierzchnią dwóch obiektów w fizycznym kontakcie. Mówiąc ogólnie o tarciu o przedmioty solidny, ale jest też tarcie płyny: efekt tarcia pomiędzy warstwami substancji płynnej określa jej lepkość.
Aby wprawić obiekt w ruch w spoczynku, siła, która popycha go do ruchu, musi precyzyjnie pokonać wytrzymałość wywierany przez tarcie, które jest większe między szorstkimi i nierównymi powierzchniami niż na gładkich i polerowanych powierzchniach.
Z drugiej strony, jeśli przedmiot stykający się z powierzchnią, na przykład stół, zostanie popchnięty i w rezultacie zacznie poruszać się w kierunku pchania, jego prędkość będzie się zmniejszać wraz z siłą tarcia wywieraną przez stół na nim, pobij to z pierwszego pchnięcia. Ta siła tarcia zależy od masy ciał, więc cięższe obiekty wykazują większe tarcie niż lekkie.
Tarcie ma również wpływ na stykające się powierzchnie. Często jest to niezauważalne, jednak Energia kinetyczna który jest tracony przez tarcie, staje się ciepło, to znaczy powierzchnie są ogrzewane przez tarcie. Oba mogą nawet cierpieć z powodu zużycia.
Przyczyny tarcia
Powietrze powoduje również tarcie na obiektach poruszających się z dużą prędkościąTarcie może być spowodowane przede wszystkim mikroniedoskonałościami pomiędzy stykającymi się powierzchniami, które utrudniają przesuwanie się jednej po drugiej, nawet jeśli nie wydają się być postrzegane. Dlatego niektóre powierzchnie mają większe tarcie niż inne.
W ten sposób tarcie można zmniejszyć mechanicznie, na przykład przez dodanie smarów, lub można je zwiększyć, powodując w pewien sposób degenerację powierzchni.
Tarcie statyczne
Tarcie statyczne (Fe) to siła, która ma tendencję do przeciwstawiania się względnemu przemieszczeniu między dwiema stykającymi się powierzchniami. Chodzi o siłę, którą trzeba pokonać, aby zainicjować ruch obiektu. Jest zawsze mniejszy lub równy współczynnikowi tarcia statycznego (który ma wartość empiryczną i zależy od materiału) między dwiema powierzchniami pomnożonej przez siłę normalną.
To tarcie statyczne jest zwykle większe niż dynamiczny, co wyjaśnia, dlaczego trudniej jest zacząć pchać ciężki mebel po nierównym terenie, niż popychać go, gdy już jest w ruchu.
Tarcie kinetyczne lub dynamiczne
Tarcie dynamiczne (Fd) to siła przeciwstawiająca się przemieszczenie obiektu, który jest już w ruchu, w przeciwieństwie do tarcia statycznego.
Jest to wielkość stała, ponieważ siła niezbędna do utrzymania ruchu nie zmienia się, o ile przyspieszenie jest stałe. Dlatego jest równy współczynnikowi tarcia dynamicznego, oznaczonemu grecką literąμ, pomnożone przez siłę normalną.
Różnice między tarciem statycznym i dynamicznym nie są w pełni zrozumiałe na poziomie fizycznym, ale uważa się, że siła statyczna jest większa z powodu przyciągania elektrycznego i mikrospoin między powierzchniami w spoczynku.
Przykłady tarcia
Przykłady tarcia są niezliczone. Tarcie to siła, która sprzeciwia się nam przesuwaniu starego mebla, popychając go naszymi siłami. To także siła, która zatrzyma i przeskoczy płaski kamień, który rzucamy bokiem na powierzchnię Woda.
Siła tarcia jest wykorzystywana przez hamulce do utrzymywania samochodu w miejscu, gdy parkujemy go na stromym wzgórzu, i jest taka sama, jak w przypadku naciśnięcia hamulców podczas jazdy tym samym samochodem z dużą prędkością, zmniejszy to prędkość i przemieszczenie auta.samochód bijący bezwładność.
Inne typowe przykłady tarcia mają związek z ciepłem wytwarzanym przez tarcie, na przykład gdy rozpalamy ogień, pocierając o siebie dwoma drewnianymi patykami, lub gdy doznajemy oparzenia w wyniku tarcia liny podczas nagłego ruchu, trzymaliśmy go w naszych rękach.