The force that acts between two bodies which are sliding or trying to slide against each other is known as friction. For example, when we push a box along a rough floor, friction is responsible for making the task difficult.
Friction is also known as an opposing force since it always acts in the opposite direction of a body that is moving or trying to move. A moving body is slowed down due to the virtue of friction. At times, friction is useful since it stops car tires from skidding on the road and also helps us to walk on the pavement without slipping. While walking, the friction caused between the tread on shoes and the ground prevents us from slipping.
Sometimes, too much friction is unnecessary, and we want to reduce friction. For example, friction between machine parts reduces the efficiency of the machine and in order to reduce this friction, we oil the machine parts. Oil helps to separate the surfaces and this helps to reduce the friction between them.
Factors affecting Friction
There are many factors that affect the frictional conditions at the interface between two surfaces in relative motion. These factors are as follows:
- Surface Finish- The frictional coefficient is drastically affected by the roughness, number, and even the directional contact points of the asperities on the surfaces.
- Temperature- The overall level of cold or heat or cold in an environment can affect friction. For example, temperature determines whether an anti-wear or extreme pressure additive will be effective in certain applications.
- Operational Load- Friction varies directly with the load. A load that exceeds the designed capacity will drastically increase the frictional coefficient of friction.
- Relative Speed- Increasing the speed beyond the specified safety level will dramatically increase friction.
- Nature of the Relative Motion between the Surfaces- The frictional coefficient is also affected by the sliding motion versus the rolling motion.
Methods of Increasing Friction
Method 1: Create an uneven or rugged or adhesive point of contact. When two or more bodies either slide or rub against each other, there are three things that may happen: small irregularities, nooks, and crannies on the surfaces can catch on each other; one or both the surfaces can deform due to motion; and lastly, the atoms within each surface can interact with each other. Practically, all three of these effects do the same thing: generate friction. An adhesive interaction with other surfaces (like tacky glue, etc.) is an easy way to increase friction.
Method 2: Pressing the two surfaces together harder. A fundamental principle of basic physics is that the friction experienced by a body is directly proportional to its normal force. This implies that we can increase the friction between two surfaces can be increased if we press the surfaces into each other with a greater force.
Method 3: Stopping any relative motion. That is, if one body is in motion with respect to another body, stop it. Until now, we have focused on sliding friction, which is also known as kinetic friction-the friction that occurs between two bodies as they slide against one another. In fact, this friction is different from static friction, which occurs when a body just starts to move against one another. The friction between two bodies is the highest right when they start moving against one another. This friction decreases, once they are gradually in motion. This is one of the most important reasons why it’s harder to start pushing a heavy body than it is to keep it moving.
Method 4: Remove lubrication between the two surfaces. Oil, grease, petroleum jelly, etc. are lubricants that can greatly reduce the friction between two objects or surfaces. This is due to the fact that friction between two solids is much higher than the friction between those solids and the liquid between them. To increase friction, we need to remove any lubricants from the scenario, using only dry and un-lubricated parts to generate friction.
Method 5: Increase the fluid viscosity. Besides solid objects, fluids (liquids) and gases (like air) can also generate friction. The amount of friction generated by a fluid as it passes against a solid depends on several factors. One of the easiest of these to control is the fluid viscosity since the greater the viscosity of the liquid, the greater is the friction between the fluid and the solid. The highly viscous fluids (ones that are “thick”, “gooey”, etc.) generate more friction than fluids that are less viscous (ones that are “smooth” and “liquid”).
Method 6: Increase the area exposed to air. As noted in the previous point, fluids like water and air can generate friction as they move against solid objects. The frictional force that an object experiences as it moves through a fluid is called drag. One of the most important properties of drag is that objects with bigger surface area, to the fluid as they move through it — have a greater drag.
Method 7: Use a shape that has a greater drag coefficient. A variety of shapes interact with fluids in a variety of ways as they pass through them — this implies that some shapes can have greater drag than other shapes that are made out of the same amount of material. The drag coefficient is the quantity that measures the relative amount of drag a shape makes hence shapes with high drags are said to have high drag coefficients.
Method 8: Use a less permeable material. Some materials are permeable to fluids. In Layman’s terms, they have holes in them that allow the fluid to pass through them. This readily reduces the area of the object that the fluid is able to push against and this lowers the force of drag. This property holds even if they are microscopic holes — as long as the holes are large enough to let some of the fluid pass through the object, the drag will be reduced. This is why parachutes which are designed to produce lots of drag to slow the speed of the user’s fall, are made out of strong, light silk or nylon and not cheesecloth or coffee filters.
Method 9: Increase the speed of the object. It does not matter what the shape of an object it is or how less/more permeable the material it’s made from is, the drag which it creates will always increase as it goes faster. The faster a body moves, the more fluid it has to move through, and, thus, the greater drag it experiences. Bodies moving at very high speeds will experience very high friction due to drag, so these objects must be streamlined or else they will fall apart under the force of the drag.
Methods of Reducing Friction
Method 1: Objects that move in fluids such as boats, planes, cars, etc, the shape of their body must be streamlined in order to reduce the friction between the bodies of the objects as the fluid.
Method 2: Friction can be reduced by polishing the surface of a body as polishing makes the surface smooth and even.
Method 3: Lubricants such as oil or grease must be applied to machine parts regularly to reduce the friction between them.
Method 4: Suppose an object is rolled over a surface, the friction between the rolled object and surface can be reduced by using ball bearings.
Method 5: Friction between two surfaces can also be reduced by reducing the contact between the surfaces.
Method 6: Ball bearings are used in manufacturing vehicles, bicycles, and vehicles to reduce friction.
Sample Questions on Friction
Question 1: What happens when you decrease the amount of friction?
Answer:
Less friction means it is harder to stop. The low friction scenario occurs to cars when it rains. That’s why there are often so many accidents. Even though the friction of the brakes is still present, the brakes may be wet, and the wheels are not in as much contact with the ground surface.
Question 2: What are 3 ways friction can be reduced?
Answer:
Polishing the rough surface. Adding bearings or wheels between the moving parts of a machine or vehicles reduce friction and allow smooth movement as rolling friction is less than sliding friction.
Question 3: Can we reduce friction to zero?
Answer:
Friction can be reduced to a great extent by polishing surfaces or by using a large amount of lubricants such as oil, water, or grease but we cannot reduce friction to zero. We cannot completely eliminate friction as it is necessary for any motion without it we cannot imagine any motion as there is no motion on a smooth surface.
Question 4: On what factors friction depends?
Answer:
Friction mainly depends on two factors: 1) the material that is in contact with the body 2) the force which is pushing the two bodies together
Question 5: Does friction depend on mass?
Answer:
Friction DOES NOT depend on the mass of the body. It only depends on the normal force and the roughness of the surface in contact as it is generated during actual contact only.
Question 6: What do we call the substance that is used to reduce friction?
Answer:
A lubricant is generally an organic substance, introduced to reduce friction between surfaces in mutual contact, which ultimately reduces the heat generated when the surfaces move. Therefore it helps to reduce friction and make the motion easier.
The force that acts between two bodies which are sliding or trying to slide against each other is known as friction. For example, when we push a box along a rough floor, friction is responsible for making the task difficult.
Friction is also known as an opposing force since it always acts in the opposite direction of a body that is moving or trying to move. A moving body is slowed down due to the virtue of friction. At times, friction is useful since it stops car tires from skidding on the road and also helps us to walk on the pavement without slipping. While walking, the friction caused between the tread on shoes and the ground prevents us from slipping.
Sometimes, too much friction is unnecessary, and we want to reduce friction. For example, friction between machine parts reduces the efficiency of the machine and in order to reduce this friction, we oil the machine parts. Oil helps to separate the surfaces and this helps to reduce the friction between them.
Factors affecting Friction
There are many factors that affect the frictional conditions at the interface between two surfaces in relative motion. These factors are as follows:
- Surface Finish- The frictional coefficient is drastically affected by the roughness, number, and even the directional contact points of the asperities on the surfaces.
- Temperature- The overall level of cold or heat or cold in an environment can affect friction. For example, temperature determines whether an anti-wear or extreme pressure additive will be effective in certain applications.
- Operational Load- Friction varies directly with the load. A load that exceeds the designed capacity will drastically increase the frictional coefficient of friction.
- Relative Speed- Increasing the speed beyond the specified safety level will dramatically increase friction.
- Nature of the Relative Motion between the Surfaces- The frictional coefficient is also affected by the sliding motion versus the rolling motion.
Methods of Increasing Friction
Method 1: Create an uneven or rugged or adhesive point of contact. When two or more bodies either slide or rub against each other, there are three things that may happen: small irregularities, nooks, and crannies on the surfaces can catch on each other; one or both the surfaces can deform due to motion; and lastly, the atoms within each surface can interact with each other. Practically, all three of these effects do the same thing: generate friction. An adhesive interaction with other surfaces (like tacky glue, etc.) is an easy way to increase friction.
Method 2: Pressing the two surfaces together harder. A fundamental principle of basic physics is that the friction experienced by a body is directly proportional to its normal force. This implies that we can increase the friction between two surfaces can be increased if we press the surfaces into each other with a greater force.
Method 3: Stopping any relative motion. That is, if one body is in motion with respect to another body, stop it. Until now, we have focused on sliding friction, which is also known as kinetic friction-the friction that occurs between two bodies as they slide against one another. In fact, this friction is different from static friction, which occurs when a body just starts to move against one another. The friction between two bodies is the highest right when they start moving against one another. This friction decreases, once they are gradually in motion. This is one of the most important reasons why it’s harder to start pushing a heavy body than it is to keep it moving.
Method 4: Remove lubrication between the two surfaces. Oil, grease, petroleum jelly, etc. are lubricants that can greatly reduce the friction between two objects or surfaces. This is due to the fact that friction between two solids is much higher than the friction between those solids and the liquid between them. To increase friction, we need to remove any lubricants from the scenario, using only dry and un-lubricated parts to generate friction.
Method 5: Increase the fluid viscosity. Besides solid objects, fluids (liquids) and gases (like air) can also generate friction. The amount of friction generated by a fluid as it passes against a solid depends on several factors. One of the easiest of these to control is the fluid viscosity since the greater the viscosity of the liquid, the greater is the friction between the fluid and the solid. The highly viscous fluids (ones that are “thick”, “gooey”, etc.) generate more friction than fluids that are less viscous (ones that are “smooth” and “liquid”).
Method 6: Increase the area exposed to air. As noted in the previous point, fluids like water and air can generate friction as they move against solid objects. The frictional force that an object experiences as it moves through a fluid is called drag. One of the most important properties of drag is that objects with bigger surface area, to the fluid as they move through it — have a greater drag.
Method 7: Use a shape that has a greater drag coefficient. A variety of shapes interact with fluids in a variety of ways as they pass through them — this implies that some shapes can have greater drag than other shapes that are made out of the same amount of material. The drag coefficient is the quantity that measures the relative amount of drag a shape makes hence shapes with high drags are said to have high drag coefficients.
Method 8: Use a less permeable material. Some materials are permeable to fluids. In Layman’s terms, they have holes in them that allow the fluid to pass through them. This readily reduces the area of the object that the fluid is able to push against and this lowers the force of drag. This property holds even if they are microscopic holes — as long as the holes are large enough to let some of the fluid pass through the object, the drag will be reduced. This is why parachutes which are designed to produce lots of drag to slow the speed of the user’s fall, are made out of strong, light silk or nylon and not cheesecloth or coffee filters.
Method 9: Increase the speed of the object. It does not matter what the shape of an object it is or how less/more permeable the material it’s made from is, the drag which it creates will always increase as it goes faster. The faster a body moves, the more fluid it has to move through, and, thus, the greater drag it experiences. Bodies moving at very high speeds will experience very high friction due to drag, so these objects must be streamlined or else they will fall apart under the force of the drag.
Methods of Reducing Friction
Method 1: Objects that move in fluids such as boats, planes, cars, etc, the shape of their body must be streamlined in order to reduce the friction between the bodies of the objects as the fluid.
Method 2: Friction can be reduced by polishing the surface of a body as polishing makes the surface smooth and even.
Method 3: Lubricants such as oil or grease must be applied to machine parts regularly to reduce the friction between them.
Method 4: Suppose an object is rolled over a surface, the friction between the rolled object and surface can be reduced by using ball bearings.
Method 5: Friction between two surfaces can also be reduced by reducing the contact between the surfaces.
Method 6: Ball bearings are used in manufacturing vehicles, bicycles, and vehicles to reduce friction.
Sample Questions on Friction
Question 1: What happens when you decrease the amount of friction?
Answer:
Less friction means it is harder to stop. The low friction scenario occurs to cars when it rains. That’s why there are often so many accidents. Even though the friction of the brakes is still present, the brakes may be wet, and the wheels are not in as much contact with the ground surface.
Question 2: What are 3 ways friction can be reduced?
Answer:
Polishing the rough surface. Adding bearings or wheels between the moving parts of a machine or vehicles reduce friction and allow smooth movement as rolling friction is less than sliding friction.
Question 3: Can we reduce friction to zero?
Answer:
Friction can be reduced to a great extent by polishing surfaces or by using a large amount of lubricants such as oil, water, or grease but we cannot reduce friction to zero. We cannot completely eliminate friction as it is necessary for any motion without it we cannot imagine any motion as there is no motion on a smooth surface.
Question 4: On what factors friction depends?
Answer:
Friction mainly depends on two factors: 1) the material that is in contact with the body 2) the force which is pushing the two bodies together
Question 5: Does friction depend on mass?
Answer:
Friction DOES NOT depend on the mass of the body. It only depends on the normal force and the roughness of the surface in contact as it is generated during actual contact only.
Question 6: What do we call the substance that is used to reduce friction?
Answer:
A lubricant is generally an organic substance, introduced to reduce friction between surfaces in mutual contact, which ultimately reduces the heat generated when the surfaces move. Therefore it helps to reduce friction and make the motion easier.
Как можно увеличить силу трения
На первый взгляд, излишняя сила трения вредна. Она уменьшает КПД механизмов, изнашивает детали. Но есть случаи, когда силу трения необходимо увеличить. Например, при качении колес необходимо улучшить их сцепление с дорогой. Посмотрите, каким образом это можно сделать.
Инструкция
Чтобы понять, как увеличить силу трения, вспомните, от чего она зависит. Рассмотрите формулу: Fтр=мN, где м – коэффициент трения, N – сила реакции опоры, Н. Сила реакции опоры, в свою очередь, зависит от массы: N=G=mg, где G — вес тела, Н; m – масса тела, кг; g – ускорение свободного падения, м/с2.
Из формулы можно сделать вывод, что сила трения зависит от коэффициента трения. Коэффициент трения определяется для каждой пары взаимодействующих материалов и зависит от природы материала и качества поверхности.
Таким образом, первый способ увеличить трение – изменить материал скользящей поверхности. Наверное, вы замечали, что в одной обуви практически невозможно передвигаться по влажному кафельному полу, а в другой вы не ощущаете каких-либо неудобств. Это объясняется тем, что подошвы ботинок сделаны из различных материалов. Скользкая обувь имеет низкий коэффициент трения скольжения подошвы относительно влажного кафеля.
Второй способ – увеличить шероховатость поверхности. Пример — зимние шины для автомобиля имеют более рельефный протектор, чем летние. За счет этого на скользкой зимней дороге автомобиль может уверенно двигаться.
Третий способ – увеличение массы. Как видно из формулы, сила трения напрямую зависит от массы. Это объясняет, почему груженому автомобилю в отдельных случаях легче выбраться из грязи, чем тому, что налегке. Это правило работает при определенном качестве грунта – в вязкую, болотистую почву тяжелая машина просядет больше, чем легкая.
Четвертый способ – удаление смазки. Представьте транспортер технологической линии, состоящий из вращающихся валиков, на которые натянута лента. Валики транспортера начинают проскальзывать по ленте, если они загрязнены. В этом случае грязь действует как смазка. Очистив детали механизма, вы увеличите силу трения и повысите КПД оборудования.
Пятый способ – полировка. Отполировав поверхность, вы можете увеличить силу трения. Это объясняется тем, что при соприкосновении отполированных поверхностей включаются силы межмолекулярного притяжения. Например, очень трудно раздвинуть два листа стекла, сложенных вместе.
Видео по теме
Источники:
- как изменится сила трения скольжения при
Войти на сайт
или
Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.
Давайте рассмотрим обычные и всем нам знакомые ситуации. Например, езду на велосипеде.
Когда велосипедист крутит педали — велосипед едет, а когда не крутит — велосипед начинает тормозить и вскоре останавливается.
Сани, скатившись с горы, постепенно теряют скорость и тоже останавливаются (рисунок 1).
Мы знаем, что причиной всякого изменения скорости движения (в данном случае уменьшения) является сила. Значит, и в рассмотренных примерах на каждое движущееся тело действовала сила.
Существуют разные уже изученные нами ранее силы: сила тяжести, сила упругости, вес тела. В приведенных выше примерах фигурировала сила трения. Именно о ней и пойдет речь на данном уроке.
Что такое сила трения?
Итак, разберем это понятие.
Сила трения — это сила, возникающая при взаимодействии двух тел и препятствующая их относительному движению.
Обозначается она буквой $F$ с индексом, то есть следующим образом: $F_{тр}$.
Взглянем на силу трения на примере движущихся саней (рисунок 2). Она направлена вдоль поверхностей соприкасающихся тел в сторону, противоположную скорости движения тела (саней) по неподвижной поверхности.
Причины возникновения трения
В чем заключаются причины трения?
1. Шероховатость поверхностей тел
Гладкие на ощупь тела тоже имеют неровности, бугорки и царапины.
С помощью современных лазерных микроскопов сейчас можно увидеть даже самые незаметные неровности. Например, на рисунке 3 вы можете увидеть изображение поверхность листа стали, прошедшего обработку. Для наших невооруженных глаз такой стальной лист будет казаться идеально гладким, но это не так.
Из-за этого, когда одно тело скользит или катится по поверхности другого, эти неровности цепляются друг за друга. Это создает силу, препятствующую движению.
2. Взаимное притяжение молекул соприкасающихся тел
Другая причина возникновения трения — взаимное притяжение молекул соприкасающихся тел. Если поверхности тел идеально гладкие, то при соприкосновении молекулы тел находятся очень близко друг к другу. В этом случае заметно проявляется притяжение между молекулами тел (рисунок 4).
Изменение силы трения. Смазка
Силу трения можно уменьшить во много раз, если ввести между трущимися поверхностями смазку. Ее слой разъединит поверхности трущихся тел (рисунок 5).
Как смазка влияет на силу трения?
В этом случае соприкасаются не поверхности тел, а слои смазки. Смазка же в большинстве случаев жидкая, а, как известно, трение жидких слоев меньше, чем твердых.
Например, на коньках малое трение при скольжении по льду объясняется также действием смазки. Смазкой в этом случае является вода, образующаяся между коньками и льдом тонким слоем.
Именно из-за маленького трения жидкости мы поскальзываемся на вымытом полу. А в технике благодаря меньшему трению жидкости в качестве смазки широко применяют различные масла.
Виды трения
Какие виды трения вы знаете?
Если одно тело скользит по поверхности второго, то возникает особое трение — трение скольжения. Оно возникает, например, при движении саней или лыж по снегу, при скольжении коньков по льду (рисунок 6).
Если же первое тело не скользит, а катится по поверхности второго, то возникающее при этом трение называют иначе — трением качения.
Оно проявляется при перекатывании бревна или бочки по земле, при движении автомобиля, велосипеда и других транспортных средств на колесах (рисунок 7).
Измерение силы трения
Силу трения можно не только изменить, применяя смазку, как было сказано ранее, но еще и измерить.
Как можно измерить силу трения?
Возьмем деревянный брусок и прикрепим к нему динамометр. Теперь будем его двигать, держа динамометр горизонтально (рисунок 8, а). Что покажет прибор?
На брусок в горизонтальном направлении действуют две силы. Это сила упругости пружины динамометра, направленная в cторону движения, и сила трения, направленная против движения.
Брусок движется равномерно, значит эти две силы компенсируют друг-друга (их равнодействующая равна 0). Следовательно, эти две силы равны по модулю, но имеют разные направления.
Таким образом, динамометр показывает силу, равную по модулю силе трения.
Измеряя силу, с которой динамометр действует на тело при равномерном движении, мы измеряем силу трения.
Как показать, что сила трения зависит от силы, прижимающей тело к поверхности?
Какие сани легче тащить: с грузом или без? Конечно, с грузом.
Также если мы положим на наш брусок какой-нибудь груз, и таким же образом измерим силу трения, то увидим, что она больше, чем у бруска без груза.
Чем больше сила, прижимающая тело к поверхности, тем больше возникающая при этом сила трения.
Как показать на опыте, что при равных нагрузках сила трения скольжения больше силы трения качения?
Положив брусок на круглые палочки (рисунок 8, б), мы измерим силу трения качения. Она будет меньше силы трения скольжения.
При равных нагрузках сила трения качения всегда меньше силы трения скольжения.
Именно поэтому мы повсеместно используем колесо, ведь оно помогает «заменить» силу трения скольжения на намного меньшую силу трения качения.
Упражнение
Лыжник спускается с горы и далее скользит по горизонтальной лыжне. На рисунке 9 изобразите силу трения и точку ее приложения.
Посмотреть ответ
Скрыть
На рисунке 10 изображена сила трения. Она возникает между соприкасающимися телами (лыжами и снежной поверхностью) и направлена в сторону, противоположную движению лыжника.
Обновлено: 10.02.2023
К примеру, когда велосипедист крутит педали – велосипед едет, а когда не крутит – велосипед начинает тормозить и вскоре, останавливается.
Сани, скатившись с горы, постепенно теряют скорость и вскоре останавливаются.
Мы знаем, что причиной всякого изменения скорости движения (в данном случае уменьшения) является сила. Значит, и в рассмотренных примерах на каждое движущееся тело действовала сила.
Существуют разные, уже изученные нами ранее силы: сила тяжести, сила упругости, вес тела. В приведённых выше примерах фигурировала сила трения.
Итак, разберём это понятие:
Сила трения – это сила, возникающая при взаимодействии двух тел и препятствующая их относительному движению.
Обозначается она буквой $F$ с индексом, т. е. следующим образом:
Причины возникновения трения
1. Шероховатость поверхностей тел
Гладкие на ощупь тела тоже имеют неровности, бугорки и царапины.
С помощью современных лазерных микроскопов сейчас можно увидеть даже самые незаметные неровности. Например, на рисунке 2 вы можете увидеть изображение поверхность листа стали, прошедшего обработку. Для наших невооруженных глаз такой стальной лист будет казаться идеально гладким, но это не так.
Рисунок 2. Поверхность стального листа под лазерным микроскопом.
Из-за этого, когда одно тело скользит или катится по поверхности другого, эти неровности цепляются друг за друга. Это создает силу, препятствующую движению.
2. Взаимное притяжение молекул соприкасающихся тел
Другая причина возникновения трения — взаимное притяжение молекул соприкасающихся тел. Если поверхности тел идеально гладкие, то при соприкосновении молекулы тел находятся очень близко друг к другу. В этом случае заметно проявляется притяжение между молекулами тел (рисунок 3).
Изменение силы трения. Смазка
Силу трения можно уменьшить во много раз, если ввести между трущимися поверхностями смазку, слой которой разъединяет поверхности трущихся тел (рисунок 4). В этом случае соприкасаются не поверхности тел, а слои смазки. Смазка же в большинстве случаев жидкая, а, как известно, трение жидких слоёв меньше, чем твёрдых.
Рисунок 4. Уменьшение силы трения с помощью смазки
Например, на коньках малое трение при скольжении по льду объясняется также действием смазки: смазкой в этом случае является вода, образующаяся между коньками и льдом тонким слоем.
Именно из-за маленького трения жидкости мы подскальзываемся на вымытом полу. В технике благодаря меньшему трению жидкости в качестве смазки широко применяют различные масла.
Виды трения
Если одно тело скользит по поверхности второго, то возникает особое трение – трение скольжения. Оно возникает, к примеру, при движении саней или лыж по снегу, при скольжении коньков по льду (рисунок 5).
Если же первое тело не скользит, а катится по поверхности второго, то возникающее при этом трение называют иначе – трением качения.
Оно проявляется при перекатывании бревна или бочки по земле, при движении автомобиля, велосипеда и других транспортных средств на колёсах (рисунок 6).
Рисунок 6. Примеры трения качения
Измерение силы трения
Силу трения можно не только изменить, применяя смазку, как было сказано ранее, но ещё и измерить. Возьмём деревянный брусок, прикрепим к ним динамометр и будем его двигать, держа динамометр горизонтально (рисунок 7). Что покажет динамометр?
Рисунок 7. Измерение сила трения
На брусок в горизонтальном направлении действует 2 силы: сила упругости пружины динамометра, направленная в cторону движения, и сила трения, направленная против движения.
Брусок движется равномерно, значит эти 2 силы компенсируют друг-друга (их равнодействующая равна 0). Следовательно, эти 2 силы равны по модулю, но имеют разные направления.
Таким образом, динамометр показывает силу, равную по модулю силе трения.
Измеряя силу, с которой динамометр действует на тело при равномерном движении, мы измеряем силу трения.
Какие сани легче тащить, с грузом или без? Если мы положим на брусок какой-нибудь груз, и таким же образом измерим силу трения, то увидим, что она больше, чем у бруска без груза.
Чем больше сила, прижимающая тело к поверхности, тем больше возникающая при этом сила трения.
Положив брусок на круглые палочки, мы измерим силу трения качения. Она будет меньше силы трения скольжения.
При равных нагрузках сила трения качения всегда меньше силы трения скольжения.
1. шлифование;
2. смазка;
3. уменьшение нагрузки.
Способы увеличения силы трения:
1. увеличение нагрузки;
2. увеличение неровностей;
3. использование специальных материалов.
Мы постоянно добавляем новый функционал в основной интерфейс проекта. К сожалению, старые браузеры не в состоянии качественно работать с современными программными продуктами. Для корректной работы используйте последние версии браузеров Chrome, Mozilla Firefox, Opera, Microsoft Edge или установите браузер Atom.
Сначала давайте получим общее представление о снижении трения.
Уменьшить трение:
Поверхность или объект, испытывающий трение, определяется как сопротивление, с которым они сталкиваются при перемещении по другому. Это сопротивление, создаваемое трением, вызывает износ между контактирующими поверхностями, и, следовательно, необходимо уменьшить трение.
Теперь давайте рассмотрим различные методы, упомянутые ниже, для уменьшения трения в деталях вместе с их примерами.
Различные подходы и методы уменьшения трения и их примеры
1. С помощью шлифовки поверхностей до получения гладкой поверхности.
Трение возникает, когда две поверхности скользят друг по другу. Что касается трения, механизм прилипания микроскопических размеров является наиболее важным компонентом, который следует учитывать. Сделайте скользящие поверхности более гладкими, чтобы уменьшить налипание.
- Шлифовальные
- Использование наждачной бумаги
- Химический зуд
Примеры
- Полировка деревянной мебели и скульптуры
- Удаление коррозии с помощью химикатов
2. С помощью смазочных материалов.
Смазочные материалы — это химические вещества, которые наносятся на поверхности с целью уменьшения трения. Он может минимизировать тепловыделение, а также обеспечить плавное скольжение. Смазочные материалы обычно представляют собой полутвердые пастообразные соединения, которые используются для минимизации сухого трения скольжения за счет уменьшения тепловыделения при трении.
Примеры
- Смазочные материалы в компонентах двигателя автомобиля.
- Использование защитных красок для предотвращения окисления металла.
- Смазывая дверные петли маслом, их легче открывать и закрывать.
- Смазка используется для обеспечения плавного движения деталей велосипеда.
Смазочные материалы, такие как масло
Кредиты изображений: Изображение предоставлено Дибьенду Джоардар из Pixabay
3. за счет обтекаемости тела
Обтекаемый корпус помогает снизить трение, что особенно важно при работе с жидкостями. Это позволяет скользящему телу перемещаться через среду с наименьшим сопротивлением.
Примеры
- Обтекаемые формы тела рыб и птиц скопированы, чтобы гарантировать минимальное трение.
4. Использование электростатической магнитной левитации для уменьшения контакта между поверхностями.
Трение можно уменьшить, уменьшив контакт во время скольжения. Используя магнитную левитацию или заряжая обе поверхности с одинаковой полярностью, мы можем значительно уменьшить количество прикосновений.
Примеры
- В поезде на магнитной подвеске используется идея магнитной левитации, которая снижает трение и позволяет путешествовать быстрее, а также обеспечивает более комфортную поездку для пассажиров.
Поезд на магнитной подвеске
5. С помощью трения скольжения вместо трения качения
Трение скольжения всегда больше, чем трение качения, независимо от ситуации. Рассмотрим возможность автомобиля с квадратными колесами. Трение, создаваемое качением, широко используется в нашей повседневной жизни.
Примеры
- Шариковые подшипники используются для разделения двух дорожек подшипников с помощью шариков в качестве разделителей между двумя дорожками. В результате трение скольжения становится трением качения. Гонки больше не будут скользить друг по другу, а вместо этого будут передавать вес шарам посредством трения качения.
- Механизм поломки автомобиля
- Потираем руки вместе
6. С помощью жидкостного трения вместо сухого.
По сравнению с твердыми поверхностями, жидкости имеют более низкий коэффициент трения. Поскольку они очень устойчивы к движению, жидкости с высокой плотностью имеют высокий коэффициент гидравлического трения. В результате самолеты могут двигаться с гораздо большей скоростью, чем автомобили. Кроме того, когда мы наносим смазочные материалы или масло на поверхности, мы эффективно меняем сухое трение на трение жидкости, что является полезным.
Примеры
- Нырять в воду
- Ходьба по масляной поверхности
- Купание рыб в воде
7. За счет уменьшения давления или веса на тело.
Величина создаваемого трения точно пропорциональна величине нормальной силы, приложенной к поверхности трения. Вес тела действует как нормальная сила на объект из-за того, что мы находимся на поверхности планеты. В космосе будет очень мало или совсем не будет трения. Выбор правильных материалов для уменьшения трения очень важен.
Часто задаваемые вопросы (FAQ):
В. Что снижает трение?
Ответ: Уменьшение трения означает просто уменьшение сопротивления.
Сглаживание соприкасающихся друг с другом поверхностей для облегчения их работы и предотвращения образования тепла трения называется уменьшением трения.
В. Почему мы уменьшаем трение
Ответ: В некоторых случаях необходимо, чтобы система работала бесперебойно.
Необходимое трение деталей является причиной большей части износа рабочих деталей. Нарушение однородности поверхностей — один из основных его эффектов. В связи с этим предлагается уменьшить трение в определенных обстоятельствах.
В. Когда вы хотите уменьшить трение?
Ответ: Иногда необходимо минимизировать трение, чтобы предотвратить возникновение.
В. Примеры уменьшения трения
В. Почему мы увеличиваем или уменьшаем трение
Ответ: Трение — жизненно важная вещь в нашей повседневной жизни и в нашей жизни.
Требуется более крепкая хватка за объект, чтобы сохранять контроль над его движениями. Например, если на дороге нет трения, машина проскользнет и никогда не остановится полностью; таким образом, дороги строятся из бетона, чтобы увеличить трение. Однако, как правило, важно уменьшить трение, чтобы машины работали как можно более плавно. Следовательно, в зависимости от требований рассматриваемой системы необходимо либо увеличивать, либо уменьшать трение.
В. Можем ли мы снизить трение до нуля?
Ответ: Мы никогда не сможем полностью устранить трение, поскольку оно требуется для любого движения.
Без трения мы не смогли бы изобразить движение, потому что нет движения на гладкой поверхности. Можно использовать значительное количество смазочных материалов, таких как масло, вода и консистентная смазка, чтобы в значительной степени минимизировать трение, но полностью исключить трение невозможно.
В. Уменьшает ли песок трение
Ответ: По мере того, как концентрация частиц песка в смазываемом контакте скольжения увеличивается, скорость трения и износа в контакте скольжения увеличивается пропорционально.
В. Увеличивает или уменьшает трение смазка
Ответ: Регулярная смазка маслом или консистентной смазкой требуется для уменьшения трения между деталями машины.
Смазка снижает количество тепла, выделяемого при соприкосновении двух движущихся поверхностей. Поскольку он образует пленку между двумя поверхностями, он делает процесс более плавным и эффективным за счет уменьшения трения и, таким образом, повышения производительности и эффективности.
В. Как смазочные материалы уменьшают трение
Смазочные материалы часто имеют органическую природу, и их добавляют для минимизации трения между поверхностями, которые находятся во взаимном контакте, что, в свою очередь, уменьшает количество тепла, выделяемого при движении поверхностей. Смазочные материалы также могут выполнять другие функции, такие как транспортировка инородных частиц, передача сил, а также нагрев или охлаждение поверхностей, с которыми они контактируют, среди прочего.
В. Уменьшает ли вода трение
Ответ: Вода обычно эффективна для уменьшения трения между двумя поверхностями. Чтобы уменьшить трение между двумя поверхностями, вода должна действовать как барьер между двумя поверхностями. Он делает это, разделяя их и уменьшая площадь контакта между ними. Этого можно добиться только в том случае, если ни одна из поверхностей не является абсорбирующей; в противном случае вода не сможет оставаться между двумя поверхностями.
В. Как вы уменьшите трение на полу?
Ответ: Более простой способ уменьшить или уменьшить трение о пол — отполировать поверхность пола. За счет полировки поверхности пола шероховатость уменьшается, и поверхность становится гладкой.
В. Уменьшает ли графит трение?
Ответ: Трение в значительной степени снижено за счет пластинчатой структуры графита. Чтобы предотвратить прямой контакт между металлами и развитие адгезии и задиров во время процесса трения, на поверхность ответной части можно нанести твердую графитовую смазку.
В. Уменьшают ли шариковые подшипники трение?
Ответ: Шарикоподшипник — лучший пример трения качения.
Когда ось вращается, стальные шарики и колесо вращаются в направлении, противоположном вращению оси. В результате трение качения между двумя цилиндрами ниже, чем трение скольжения между ними. Подшипники, которые катятся, а не скользят, минимизируют трение в результате создаваемого ими трения качения.
Трение скольжения переходит в трение качения в результате использования в производстве роликов и колес. Поскольку трение качения меньше трения скольжения, мы можем уменьшить силу, необходимую для перемещения предмета, с помощью роликов и колес. В результате объект можно легче перемещать при использовании роликов и колес.
В. Есть ли трение в пустыне?
Ответ: По песку пустыни сложно ходить.
Когда мы ступаем на песок, наши ступни и частицы песка имеют меньшее трение. При ходьбе по песку ноги становятся скользкими из-за перекатывания. В результате ходить по песку становится труднее из-за меньшего трения.
В. Уменьшает ли порошок трение
Ответ: Трение скольжения — это трение, возникающее при нанесении порошка на любую поверхность.
Когда тальк сухой, он оказывает незначительное влияние на трение некоторых материалов о кожу, но когда он влажный, он имеет противоположный эффект. Кроме того, настоятельно рекомендуется наносить порошок на поверхность картона, чтобы сгладить поверхность. Благодаря этому ударник и другие игровые монеты могут легко скользить.
В. Уменьшает ли лед трение?
Ответ: Скольжение по льду или снегу значительно проще, чем по большинству других поверхностей, и никто не отрицает этот факт. Однако, хотя жидкая вода на поверхности льда снижает трение скольжения по льду, в настоящее время считается, что эта жидкая вода растворяется не под давлением, а скорее за счет теплоты трения, создаваемой во время скольжения.
В. Увеличивает ли дождь трение
Ответ: Когда вода присутствует в достаточном количестве, она действует как смазка. Количество выпадающего дождя и количество стоячей воды на тротуаре могут повлиять на это изменение высоты. Сильные дожди часто могут снизить коэффициент трения до 0.4, что примерно вдвое меньше, чем на сухом асфальте при нормальных условиях.
В. Уменьшает ли протектор шины трение?
Ответ: Протектор шины предназначен для отвода воды от колеса, когда дорога влажная.
В дождливую погоду, когда дорога скользкая от дождя или снега, протектор шины предназначен для отвода лишней воды из-под колеса. Это обеспечивает максимальный контакт между дорогой и вашей шиной, когда это больше всего необходимо. Чтобы свести к минимуму опасное проскальзывание на снегу и льду, зимние шины имеют больше зазоров в протекторах, чем обычные шины.
В. Уменьшают ли автомобильные тормоза трение?
Ответ: В большинстве автомобильных тормозов используется трение между двумя поверхностями для преобразования кинетической энергии в тепло.
Автомобильные тормоза срабатывают из-за трения; тормозные колодки давят на роторы, что приводит к замедлению колес из-за трения. Тормоза работают от трения. Поскольку она определяет, сколько мощности используется для приведения в движение ротора и колодок вместе, педаль тормоза может изменять степень трения.
В. Как воздушные подушки уменьшают трение
Ответ: Воздушная подушка может быть создана на любой плоской поверхности, будь то на суше или в воде, за счет захваченных воздушных потоков! По гладкой поверхности под ней можно легко скользить, так как подушка значительно снижает сопротивление трения.
В. Как вода влияет на трение песка
Ответ: Добавление небольшого количества воды, но не слишком большого для шлифования, значительно снижает трение скольжения.
По мнению большинства экспертов, небольшое количество воды может привести к образованию капиллярных мостиков. Модуль сдвига песка увеличивается за счет создания капиллярных водяных мостиков, которые облегчают скольжение. Когда капиллярные мостики забиваются слишком большим количеством воды, модуль упругости уменьшается, в результате чего коэффициент трения снова увеличивается.
В. Уменьшает ли меловой порошок трение?
Частицы в порошке талька крошечные, но частицы в порошке мела большие. Трение в основном вызвано разницей в площади поверхности. Поскольку порошок талька имеет меньшую площадь поверхности, чем порошок мела, он снижает трение, тогда как порошок мела имеет большую площадь поверхности и увеличивает трение. На меньшей площади поверхности меньше трения, следовательно, меньше трение.
В. Как судно на воздушной подушке снижает трение
Ответ: Медленно движущиеся вентиляционные отверстия или потоки низкого давления выбрасываются вниз на поверхность воды под судном на воздушной подушке. Благодаря значительному снижению трения подушки можно легко скользить по плоской поверхности под ней.
В. Как масло снижает трение
Ответ: Масло вводится в двигатель, чтобы минимизировать трение.
Когда масло помещается между ними, между двумя поверхностями образуется тонкий слой масла. Масло покрывает поверхности движущихся компонентов, делая их скользкими из-за трения. Когда они соприкасаются друг с другом, сцепление между двумя поверхностями значительно уменьшается из-за этого слоя. Им легче скользить друг по другу, что снижает трение.
В. Как уменьшить трение в больших машинах и машинах?
Ответ: Использование смазочных материалов, таких как масло и консистентная смазка, а также использование шарикоподшипников между элементами машины может помочь уменьшить трение. Смазка — это вещество, которое помещается между двумя соприкасающимися поверхностями с целью минимизировать трение между ними.
В. Как уменьшить трение между деревом
Ответ: Трение между деревом можно уменьшить, отполировав поверхность наждачной бумагой. Кроме того, специальная смазка, называемая лаком, может снизить коэффициент трения некоторых материалов. Высокий коэффициент статического трения этих эластомеров является общей характеристикой. Покрытие смазывающим лаком может эффективно снизить эффект прерывистого скольжения при фактическом использовании.
В. Уменьшите трение между двумя поверхностями
Ответ: Есть много способов уменьшить трение между контактирующими поверхностями.
Полировка поверхности помогает минимизировать трение за счет сглаживания поверхности. Можно минимизировать трение, используя смазочные материалы, такие как масло или консистентная смазка, которые можно наносить на поверхности. Шариковые подшипники могут использоваться для уменьшения трения между катящимся предметом и поверхностью, по которой он катится.
В. Каково влияние снижения трения на машину?
Ответ: Повышение эффективности машины при одновременном сведении к минимуму количества опасного тепла, выделяемого между элементами машины, является результатом уменьшения трения в машине. Если трение не уменьшится, чрезмерное нагревание повредит детали машины. Кроме того, если трение не уменьшится, процесс потребует большей мощности.
Последние выпуски в области перспективной науки и исследований
О Праджакта Гхарате
Я Праджакта Гарат. Я закончил аспирантуру по физике в 2020 году. В настоящее время я работаю экспертом по физике в Lambdageeks. Я стараюсь объяснить предмет физики доступным для понимания простым языком.
Сила трения — это сила, существующая между двумя поверхностями, когда они касаются друг друга, и действует в направлении, противоположном движению.
Существуют различные типы трения, такие как трение между телами и воздухом, трение между твердыми телами и трение между телами и водой .
Какие факторы влияют на силу трения?
Площадь движущегося объекта.
- Скорость тела.
- Тип поверхности материала.
Недостаток трения
Трение вызывает повреждение большинства машин, поскольку оно повышает температуру внутренних движущихся частей машин до более чем определенной степени. Таким образом, машины повреждаются, и много денег тратится впустую.
Какими способами уменьшить силу трения?
- Вы должны использовать смазочные материалы и масло в машинах, чтобы образовать тонкий слой между внутренними движущимися частями машин, чтобы уменьшить влияние силы трения.
Пример: Использование смазочных материалов и масла в двигателях автомобилей.
- Вы должны использовать шарикоподшипник в машинах. Они состоят из группы небольших металлических шариков с гладкой поверхностью, поэтому трение между ними практически отсутствует.
Пример: шарикоподшипник, который находится в оси двигателя автомобиля и передает движение от двигателя автомобиля к колесам.
Читайте также:
- План урока внешняя политика николая 1
- Модель организации внеурочной деятельности в школе построенная на основе тесного взаимодействия
- Почему недостаточно наблюдений в природе в доу
- Какие особенности строения обеспечили преимущество покрытосеменным растениям кратко
- Анализ учебника по русскому языку 2 класс школа россии канакина