Сила тертя
З явищем тертя ми зустрічаємось повсякчас. Наприклад, ми говоримо перед походом: ”Не натрітьноги”, у школі: ”Зітріть здошки запис”.
Тертям називають опір стичних тіл їх руху одне відносно одного. Тертям супроводиться кожний механічний рух, і ця обставина має відповідні наслідки в сучасному технічному прогресі. Тіла, що переміщуються з тертям одне відносно одного, можуть доторкатися своїми поверхнями або рухатися одне в середовищі іншого. Рухи тіл одне відносно одного можуть і не виникнути через наявність тертя, якщо рушійна сила менша від сили тертя. Сила тертя- це сила опору рухові двох тіл, що стикаються. Тертя пояснюється двома причинами: нерівностями тертьових поверхонь тіл та молекулярною взаємодією між ними. Якщо вийти за межі механіки, то слід сказати, що сили тертя мають електромагнітне походження, так само, як і сили пружності. Відомо кілька видів тертя, серед них — тертя спокою, тертя ковзання, тертя кочення, опір середовища.
Кожна з двох зазначених причин тертя в різних випадках проявляє себе по-різному. Так,стичні поверхні твердих тіл мають значні нерівності,то основна складова сили тертя буде зумовлена саме цією обставиною,тобтошорсткістю тертьових поверхонь. Коли ж стичні поверхні двох тіл добре відшліфовані й гладенькі,то основною складовою сили тертя будуть сили зчеплення між молекулами цих поверхонь тіл.
У житті людини,в природі,побуті,в техніці тертя відіграє і позитивно,і негативну роль.Часто тертя є корисним,внаслідок чого воно широко використо-вується в техніці і побуті.Так,саме завдяки тертю підошв взуття об підлогу будинків,об дорогу чи зем-лю ми ходимо.Тертя рухових коліс різних видів транспорту об опору, землю, дорогу, рейки спричи-нює разом із силою тяги рух автомобілів, трамваїв, тролейбусів, поїздів, самохідних сільськогосподарсь-ких машин тощо.
Ми настільки зжилися з тертям,що світ без нього здавався б нам просто фантастичним.
Тертя продовжує служити техніці
З багатьох напрямів використання сил тертя в тех-ніці нагадаємо ще про такі три: передавання рухів за допомогою тертя,обробка матеріалів за допомогою тертя і використання тертя в механічних конструкціях та знаряддя праці.
Із шкільного курсу фізики відомі такі види передач, як зубчаста і фрикційна. До останнього виду передач належить і пасова,бо вона,як і фрикційна,працює за допомогою тертя.
Тертя широко використовується для обробки різних матеріалів у таких технологічних процесах,як прокат металів,вальцювання,волочіння. У зв’язку з тим,що тертя завжди супроводиться затратами енергії на його подолання,в тертьових деталях виділяється багато теплоти. На цьому грунтується зварювання тертям різних металів.
Тертьові поверхні спрацьовуються. Це явище широ-ко використовується в процесах заточування інстру-ментів, шліфування й полірування поверхонь металів, скла, алмазів, дерева та інших матеріалів.
Тертя відіграє дуже важливу, хоч і малопомітну роль у побуті й техніці. Завдяки тертю між нитками не розповзаються тканини, утримуються на рукоятках молотки, сокири, лопати та інші інструменти; міцно скріплюються різні матеріали, деталі інструментів, різноманітних пристроїв і споруд. Болтами з гайками,гвіздками,шурупами,клинами скріплюють частини конструкцій,використовуючи сили тертя.
Тертя- ворог техніки
Досі ми розглядали те корисне,що дає нам тертя. Тепер розглянемо,чим тертя шкідливе,як у сучасній техніці зменшують вплив сил тертя.
Як уже зазначалося,внаслідок тертя:
А) спрацьовуються тертьові поверхні різних деталей машин і споруд;
Б) затрачається енергія на подолання сил тертя,внаслідок чого зменшується ККД машин,верстатів та іншого технічного устаткування.
Наведемо приклади. Вага вантажного автомобіля КамАЗ-5320,який щойно вийшов з воріт заводу,6.8 кН. Цей автомобіль має багато тертьових деталей,в тому числі 70 підшипників кочення,35 шестерень,десятки різних втулок тощо. Якщо через деякий час внаслідок спрацювання від тертя робочих деталей автомобіль втратив у масі лише 1 кг,то навіть після ремонту він буде непридатним для експлуатації.
Щороку тертя автомобільних шин об дорогу знищує половину світового виробництва каучуку.
У сучасій техніці шкідливу дію тертя у виробничих процесах зменшують так:
А) вкривають тертьові поверхні металів з низьким коефіцієнтом тертя ковзання;
Б) відшліфовують тертьові поверхні до дзеркального блиску;
В) тертя ковзання в усіх можливих випадках замі-нюють тертям кочення;
Г) змащують тертьові деталі.
Сукупність перелічених заходів дає істотний результат.
Висновок: корисне тертя допомагає нам жити. Ми поліруємо, шліфуємо, ходимо, машини їздять по до-рогам. Одяг тримається своєї форми, завдяки тертю між нитками. З іншої сторони тертя є шкідливим. На подолоння сил тертя затрачається значна кількість енергії, а також спрацьовуються тертьові поверхні. Основне завдання для вчених всього світу є розробка нових матеріалів, які зменшують дію шкідливих сил тертя.