Třecí síly

Třecí síly působí při libovolném pohybu dvou dotýkajících se těles. Zejména je můžeme pozorovat při libovolném druhu pohybu po povrchu země nebo v atmosféře.

Třecí síly

Vyjádřit velikost třecí síly pomocí matematického modelu obecně je obtížné. Budeme se proto věnovat pouze dvou speciálním zjednodušeným případům:

Smykové tření

Valivý odpor

Vznik smykových třecích sil

Vznik smykových třecích sil

Vlastnosti smykové třecí síly

• Závisí na typu povrchu

• Závisí na rychlosti – pro těleso v klidu je větší než pro těleso v pohybu

• Závisí na hmotnosti tělesa

• Nezávisí na ploše, kterou se těleso dotýká podložky

Vlastnosti smykové třecí síly

Vlastnosti smykové třecí síly

Velikost smykové třecí síly závisí na tom, zda těleso je v klidu či v pohybu.

Klidová třecí síla je větší.

Vlastnosti smykové třecí síly

Vlastnosti smykové třecí síly

Velikost smykové třecí síly závisí na drsnosti a materiálu třecích ploch.

Vlastnosti smykové třecí síly

Vlastnosti smykové třecí síly

Velikost smykové třecí síly nezávisí na velikosti styčné plochy.

Na menší ploše je menší počet nerovností, na každou z nich ale

připadne větší podíl z gravitační síly.

Vlastnosti smykové třecí síly

Působení smykové třecí síly - chůze

Působení smykové třecí síly – chůze po ledu

Vznik valivého odporu

Těleso před sebou „hrne“ hmotu podložky – vzniká boule, kterou je nutné neustále překonávat. Kutálíme-li těleso, valíme ho

vlastně vždy do mírného kopce. Valivý odpor je vždy menší, než by bylo smykové tření stejně těžkého tělesa.

Valivý odpor

Valivý odpor

Matematický model smykové třecí síly

Smykové tření

gt F.F fFt

Fg

Model platí pouze pro rovnoměrný přímočarý pohyb nepříliš vysoké rychlosti. Význam symbolů:

Ft …… velikost třecí síly (směřuje vždy opačným směrem než rychlost tělesa

Fg …... velikost gravitační síly tělesa (síly působící kolmo na podložku)

f …….. součinitel smykového tření - konstanta závislá na materiálu

Model platí pouze pro rovnoměrný přímočarý pohyb nepříliš vysoké rychlosti. Význam symbolů:

Fv …… velikost valivého odporu (směřuje vždy opačným směrem než rychlost)

Fg …... velikost gravitační síly tělesa (síly působící kolmo na podložku)

ξ [m] ... rameno valivého odporu - konstanta závislá na materiálu

R ……. poloměr tělesa

Matematický model valivého odporu

Valivý odpor

Rg

v

F.F

Ft

Fg

Třecí síly – příklady

• Uveďte příklady z praxe, kdy je smykové tření a) užitečné, b) nežádoucí.

• Jak velikou silou musíme působit na bednu o hmotnosti 200 kg, abychom ji posouvali rovnoměrným přímočarým pohybem po vodorovné podlaze, je-li součinitel smykového tření mezi bednou a podlahou 0,2 ? Jakému závaží odpovídá tato síla (jak těžké závaží vyvíjí stejně velikou gravitační sílu)? Byli byste schopni bednu strkat silo svých svalů?

• Jaká je nejkratší vzdálenost, na které může zastavit automobil, který jede po vodorovné silnici rychlostí 72 km/h, je-li součinitel smykového tření mezi pneumatikami a povrchem vozovky 0,25? Všechny další odporové síly zanedbejte.

• Dutá a plná ocelová koule mají stejné poloměry a valí se po vodorovné podložce. Na kterou kouli působí větší odporová síla? Odpověď zdůvodněte.

• Hliníková a ocelová koule o stejných hmotnostech, obě plné, se valí po vodorovné podložce. Rameno valivého odporu je pro obě koule stejné. Na kterou kouli působí větší odporová síla? Odpověď zdůvodněte.