🛷 Tření

Na sáňkách

O čem to je

Sáňky na sněhu kloužou krásně, na asfaltu skoro vůbec. Na ledu ti ujíždějí nohy. Za všechno může tření.

Tření je někdy nepřítel (opotřebuje motor, brzdí kolo) a někdy přítel (bez něj bys neušel ani krok). Naučíš se ho zvětšit i zmenšit.

Nové pojmy

SílaPůsobení jednoho tělesa na druhé – tlačení, tahání. Měří se v newtonech (N).Když táhneš sáňky, působíš na ně silou.
Tření a třecí sílaKdyž se dva povrchy po sobě posouvají, drobné nerovnosti se o sebe zachytávají. Vzniká třecí síla, která míří vždy proti pohybu a brzdí ho.Pod lupou vypadá i hladký stůl jako hrbolatá krajina.
Smykové a valivé třeníSmykové vzniká, když těleso klouže (bedna po podlaze). Valivé, když se kutálí (kolo). Valivé je mnohem menší.Proto má kufr kolečka – vléct ho po zemi by bylo mnohem těžší.

Na čem tření záleží

  • Na materiálu a drsnosti: led klouže víc než asfalt.
  • Na tom, jak silně těleso tlačí na podložku: plné sáňky táhneš hůř než prázdné.
  • Na velikosti styčné plochy (kolik se povrchy dotýkají) nezáleží.

Vyzkoušej si to

Roztřiď příklady: chceme tření zvětšit, nebo zmenšit?

Proč se v zimě sypou chodníky pískem?
Led je hladký a tření malé – boty kloužou. Písek povrch zdrsní, tření se zvětší a neuklouzneš.
Proč se řetěz kola maže olejem?
Olej vyplní nerovnosti a části po sobě kloužou snáz. Tření se zmenší – šlape se lehčeji a řetěz se tolik neopotřebuje.
✗Bez tření by se nám chodilo snadněji.
✓Bez tření bychom nemohli chodit vůbec.

Při chůzi se nohou odrážíš od země. Bez tření by noha jen klouzala – jako na náledí, jen ještě hůř.

Třecí síla míří proti pohybu. Je větší na drsném povrchu a u těžšího tělesa; valivé tření je menší než smykové.

Vzorcem

O čem to je

Stěhováci chtějí vědět, jakou silou musí tlačit skříň. Konstruktér brzd zase, jak rychle auto zastaví. Tření se dá spočítat.

Nové pojmy

Třecí síla FtSíla, která brzdí posouvání dvou povrchů po sobě. Míří proti pohybu. Jednotka newton (N).Když táhneš bednu, tření ji drží zpátky.
Tlaková síla FnSíla, kterou těleso tlačí kolmo na podložku. Na vodorovné podlaze se rovná gravitační síle tělesa (m · g).Bedna 40 kg tlačí na podlahu silou asi 400 N.
Součinitel tření fČíslo bez jednotky, které říká, jak moc dva povrchy „drhnou“. Malé číslo = klouže, velké = drží.Ocel na ledu má f asi 0,02, guma na suchém asfaltu asi 0,7.

Odkud vzorec

Pokus: táhni siloměrem kvádr po stole. Pak na něj polož druhý stejný – siloměr ukáže dvakrát víc. Třecí síla roste stejně jako tlaková síla. Kolikrát, to určuje materiál – součinitel f.

Proto: Ft = f · Fn.

Zjisti tlakovou sílu Fn (na rovině = m · g).
Najdi součinitel tření f (bývá zadaný).
Vynásob: Ft = f · Fn.
Odpověď v newtonech.
Bedna tlačí na podlahu silou 400 N, f = 0,3. Jak velká je třecí síla?
Ft = f · Fn = 0,3 · 400 = 120 N. Abys bednu posouval stálou rychlostí, musíš tlačit taky 120 N.
Bedna tlačí silou 300 N, třecí síla je 60 N. Jaký je součinitel tření?
Z Ft = f · Fn plyne f = Ft : Fn = 60 : 300 = 0,2.

Co tření neovlivní

  • Plocha: bedna položená na užší stěnu má stejné tření jako na široké.
  • Rychlost tažení na tření (u běžných rychlostí) skoro nemá vliv.
  • Valivé tření je mnohem menší než smykové – proto kola a kuličková ložiska (kroužky s kuličkami, po kterých se otáčí hřídel).
✗Když bednu převrátím na menší stěnu, tření se zmenší.
✓Tření zůstane stejné.

Třecí síla závisí jen na tlakové síle a na materiálech. Bedna má pořád stejnou hmotnost, tlačí na podlahu stejně.

Ft = f · Fn. Tření roste s tlakovou silou a závisí na materiálech, ne na velikosti plochy.
🚌Newtonovy zákony🏗️Páka a kladka