Obsah

• Kroky
• Metóda 1 z 2: Trenie povrchov telies
• Metóda 2 z 2: Čelný odpor
• Tipy

Zamysleli ste sa niekedy nad tým, prečo sa vám ruky zahrievajú, keď si ich o seba otierate, alebo prečo si môžete založiť oheň trením dvoch kúskov dreva? Odpoveď je trenie! Keď sa dve telesá pohybujú voči sebe, objaví sa trecia sila, ktorá takémuto pohybu bráni.Trenie môže spôsobiť uvoľnenie energie vo forme tepla, zahrievania rúk, úderného ohňa a podobne. Čím viac trenia, tým viac energie sa uvoľní, takže zvýšením trenia medzi pohyblivými časťami v mechanickom systéme získate veľa tepla!

Kroky

Metóda 1 z 2: Trenie povrchov telies

1. 1 Keď sa dve telá pohybujú voči sebe, môžu nastať nasledujúce tri procesy: nepravidelnosti na povrchu tiel zasahujú do vzájomného pohybu tiel; jeden alebo oba povrchy telies sa môžu v dôsledku takéhoto pohybu zdeformovať; atómy každého povrchu môžu navzájom interagovať. Všetky tieto procesy sa podieľajú na vzniku trenia. Na zvýšenie trenia preto vyberte telesá s brúsnym povrchom (napríklad brúsnym papierom), deformovateľným povrchom (napríklad guma) alebo povrchom, ktorý má adhezívne vlastnosti (napríklad lepkavý).
   • Ďalšie informácie o výbere materiálov na zvýšenie trenia nájdete v návodoch alebo online zdrojoch. Pri bežných materiáloch nájdete ich koeficienty trenia (kvantitatívna charakteristika sily potrebnej na kĺzanie alebo pohyb jedného materiálu po povrchu iného). Koeficienty trenia niektorých materiálov sú uvedené nižšie (čím vyšší je koeficient, tým väčšie je trenie):
   • Hliník na hliník: 0,34
   • Drevo na drevo: 0,129
   • Suchý betón na gumu: 0,6-0,85
   • Mokrý betón na gumu: 0,45-0,75
   • Ľad na ľade: 0,01
2. 2 Zatlačte telesá bližšie k sebe, aby ste zvýšili trenie, pretože trecia sila je úmerná sile pôsobiacej na trecie teleso (sila smerujúca kolmo na smer pohybu telies navzájom).
   • Myslite na kotúčové brzdy v aute. Čím viac stlačíte brzdový pedál, tým viac budú brzdové doštičky pritlačené na ráfik kolesa, zvýši sa trenie a auto sa zastaví rýchlejšie. Čím je však trenie silnejšie, tým viac tepla sa uvoľňuje, takže pri prudkom brzdení sa brzdové doštičky veľmi zahrievajú.
3. 3 Ak je jedno telo v pohybe, zastavte ho. Doteraz sme zvažovali klzné trenie, ku ktorému dochádza, keď sa telá pohybujú voči sebe navzájom. Klzné trenie je oveľa menšie ako statické trenie, to znamená sila, ktorú je potrebné prekonať, aby sa dali do pohybu dve kontaktné telesá. Preto je ťažšie premiestniť ťažký predmet, ako ho ovládať, keď sa už pohybuje.
   • Vykonajte jednoduchý experiment, aby ste pochopili rozdiel medzi kĺzavým trením a statickým trením. Položte stoličku na hladkú podlahu (nie na koberec). Uistite sa, že na nohách stoličky nie sú žiadne gumené alebo iné podložky, aby sa zabránilo skĺznutiu. Posuňte stoličku a posuňte ju. Všimnete si, že keď je stolička v pohybe, je pre vás jednoduchšie ju tlačiť, pretože klzné trenie medzi stoličkou a podlahou je menšie ako pokojové trenie.
4. 4 Na zvýšenie trenia sa zbavte tuku medzi týmito dvoma povrchmi. Mazivá (oleje, vazelína atď.) Výrazne znižujú treciu silu medzi trecími telesami, pretože koeficient trenia medzi pevnými látkami je oveľa vyšší ako koeficient trenia medzi pevnou látkou a kvapalinou.
   • Vykonajte jednoduchý experiment. Utrite si suché ruky a všimnete si, že sa im zvýšila teplota (sú teplejšie). Teraz si navlhčite ruky a znova si ich potrete. Teraz je pre vás nielen jednoduchšie trieť si ruky, ale tiež sa menej (alebo pomalšie) zahrievajú.
5. 5 Zbavte sa ložísk, kolies a iných valivých telies, aby ste sa zbavili valivého trenia a získali klzné trenie, ktoré je oveľa väčšie ako prvé (preto je otáčanie jedného telesa voči druhému jednoduchšie ako jeho tlačenie / ťahanie).
   • Predstavte si napríklad, že telá rovnakej hmotnosti dávate do saní a na vozík s kolesami. Vozík s kolesami sa pohybuje oveľa jednoduchšie (valivé trenie) ako sane (kĺzavé trenie).
6. 6 Na zvýšenie trecej sily zvýšte viskozitu kvapaliny. K treniu nedochádza iba pri pohybe pevných látok, ale aj v kvapalinách a plynoch (voda, respektíve vzduch). Trenie medzi kvapalinou a pevnou látkou závisí od niekoľkých faktorov, napríklad od viskozity kvapaliny - čím vyššia je viskozita kvapaliny, tým väčšia je trecia sila.
   • Predstavte si napríklad, že pijete vodu a med slamkou. Voda s nízkou viskozitou ľahko prejde slamkou, ale med, ktorý má vysokú viskozitu, slamkou len ťažko prejde (pretože med sa viac trie o steny slamy).

Metóda 2 z 2: Čelný odpor

1. 1 Zväčšite povrch svojho tela. Ako je uvedené vyššie, keď sa pevné látky pohybujú v kvapalinách a plynoch, vzniká aj trecia sila. Sila, ktorá bráni pohybu telies v kvapalinách a plynoch, sa nazýva frontálny odpor (niekedy sa nazýva odpor vzduchu alebo odolnosť voči vode). Čelný odpor je väčší so zväčšením povrchu tela, ktoré je nasmerované kolmo na smer pohybu tela kvapalinou alebo plynom.
   • Vezmite napríklad peletu s hmotnosťou 1 g a list papiera rovnakej hmotnosti a súčasne ich uvoľnite. Zrno okamžite padne na podlahu a list papiera pomaly klesá. Tu je princíp odporu iba viditeľný - povrch papiera je oveľa väčší ako povrch pelety, takže odpor vzduchu je väčší a papier padá na podlahu pomalšie.
2. 2 Použite tvar tela s vysokým koeficientom odporu. Podľa plochy povrchu tela smerujúcej kolmo na pohyb je možné posúdiť frontálny odpor iba všeobecne. Telá rôznych tvarov interagujú s kvapalinami a plynmi rôznymi spôsobmi (keď sa telá pohybujú plynom alebo kvapalinou). Napríklad okrúhla plochá doska má väčší odpor ako okrúhla doska v tvare gule. Hodnota charakterizujúca odpor telies rôznych tvarov sa nazýva koeficient odporu.
   • Zoberme si napríklad krídlo lietadla. Tvar krídla lietadla sa nazýva profil krídla. Je to elegantný, úzky a zaoblený tvar s nízkym koeficientom odporu (asi 0,45). Na druhej strane si predstavte, že krídlo lietadla má tvar štvorcového, obdĺžnikového hranola. Pri takýchto krídlach by bol odpor obrovský (to je pravda, pretože koeficient odporu štvorcového obdĺžnikového hranola je 1,14).
3. 3 Používajte menej efektívne telá. Veľké kubické telesá majú spravidla vysoký odpor. Také telá majú obdĺžnikové rohy a ku koncu sa nezužujú. Na druhej strane zjednodušené telesá majú zaoblené hrany a ku koncu sa zvyčajne zužujú.
   • Napríklad porovnajte moderné auto a auto vyrobené pred niekoľkými desaťročiami. Staré autá boli hranaté, zatiaľ čo moderné autá majú veľa hladkých kriviek. Preto majú moderné autá menší odpor a vyžadujú nižší výkon motora (čo vedie k úspore paliva).
4. 4 Používajte telá bez priechodných otvorov. Akýkoľvek priechodný otvor v tele znižuje odpor tým, že necháva otvorom prúdiť vzduch alebo voda (otvory zmenšujú povrch tela kolmo na pohyb). Čím sú priechodné otvory väčšie, tým je odpor nižší. To je dôvod, prečo sú padáky, ktoré sú navrhnuté tak, aby vytvárali veľký odpor (na spomalenie rýchlosti pádu), vyrobené z odolného, ​​ľahkého hodvábu alebo nylonu, nie z gázy.
   • Rýchlosť pingpongového pádla môžete napríklad zvýšiť vyvŕtaním viacerých otvorov v pádle (aby ste zmenšili povrch pádla a znížili odpor).
5. 5 Zvýšením rýchlosti tela zvýšite odpor (to platí pre telesá akéhokoľvek tvaru a materiálu). Čím vyššia je rýchlosť predmetu, tým väčší objem kvapaliny alebo plynu musí prejsť a tým vyšší je odpor. Telá pohybujúce sa veľmi vysokou rýchlosťou zažívajú obrovský odpor, preto musia byť zefektívnené; inak ich zničí sila odporu.
   • Zoberme si napríklad Lockheed SR-71, experimentálne prieskumné lietadlo postavené počas studenej vojny. Toto lietadlo mohlo lietať vysokou rýchlosťou M = 3,2 a napriek svojmu aerodynamickému tvaru zažívalo obrovský odpor (taký veľký, že kov, z ktorého bol vyrobený trup lietadla, sa pri zahrievaní kvôli treniu roztiahol).

Tipy

• Pamätajte si, že trením sa uvoľňuje veľa energie vo forme tepla. Nedotýkajte sa napríklad brzdových doštičiek automobilu bezprostredne po zabrzdení!
• Majte na pamäti, že sily vysokého odporu môžu viesť k zničeniu tela pohybujúceho sa v tekutine. Napríklad, ak počas plavby loďou vložíte kus preglejky do vody (aby bol jej povrch kolmý na pohyb lode), preglejka sa s najväčšou pravdepodobnosťou zlomí.