Tření Třecí síla. (Učebnice strana 91 – 95) Kopneme-li do míče, míč se vždy po určité době zastaví, i když se bude pohybovat po rovině a nepůsobíme na něj žádnou silou. Proti pohybu působí třecí síla. Třecí síla pohyb zpomaluje nebo úplně zastaví. Třecí síla je příčinou toho, že i na rovině musíme na kole šlapat, jinak se kolo zastaví, třecí síly působí mezi všemi pevnými tělesy. Třecí síly vznikají při pohybu pevných těles po podložce, ke které jsou přitlačovány určitou silou. Jev, při kterém vznikají třecí síly, nazýváme tření. Ke tření dochází při pohybu jednoho tělesa po povrchu druhého. Projevuje se vznikem třecích sil působících proti vzájemnému pohybu objektů. Také v kapalinách a plynech je pohyb brzděn. V těchto případech mluvíme o odporové síle. Brzdné síly v kapalinách a plynech jsou menší než třecí síly mezi pevnými tělesy. Odporové síly v kapalinách a plynech můžeme zmenšit vhodným tvarem tělesa, třecí síly např. při pohybu strojních součástí po sobě se zmenšují mazáním součástí olejem. Naopak při brzdění automobilu je tření nezbytné, jinak by automobil nemohl zastavit.

Pomocí siloměru táhneme dřevěný hranolek rovnoměrným přímočarým pohybem po vodorovné podložce. F Ft Siloměr ukazuje velikost síly F, kterou táhne ruka hranolek. Kdyby působila na hranolek jenom tato síla, pohyboval by se stále rychleji. Tomu zabraňuje právě třecí síla Ft, která působí ve stykové ploše hranolku a podložky a má opačný směr než je směr pohybu. Při rovnoměrném pohybu jsou tyto síly v rovnováze, platí tedy Ft = F. Velikost třecí síly Ft je rovna velikosti síly F, kterou při rovnoměrném posouvání hranolku po podložce ukazuje siloměr. Třecí síla působí ve stykové ploše tělesa s podložkou a má směr proti pohybu tělesa. Třecí sílu značíme Ft . F Ft

Stejný pokus provedeme se dvěma hranolky na sobě. F Ft Naměříme dvojnásobnou sílu F, tedy i třecí síla Ft je dvojnásobná. Dva hranolky působí na podložku dvakrát větší tlakovou silou než jeden hranolek. Čím více hranolků použijeme, tím větší bude tlaková síla a tedy i třecí síla. Velikost třecí síly Ft je přímo úměrná tlakové síle, kterou působí těleso kolmo na podložku. Stejný pokus provedeme se dvěma hranolky za sebou. F Ft Naměříme dvojnásobnou sílu F, tedy i třecí síla Ft je dvojnásobná. Přestože je styková plocha hranolků s podložkou dvojnásobná, působí stejnou tlakovou silou a třecí síla je stejná jako když jsou hranolky na sobě. Velikost třecí síly Ft nezávisí na obsahu stykových ploch.

Dřevěný hranolek táhneme nejdříve po hladké podložce, F Ft potom po látkové utěrce. F Ft V druhém případě je třecí síla větší. Při mikroskopickém pohledu zjistíme, že i na pohled hladké stykové plochy mají nerovnosti. Při vzájemném posouvání těles do sebe nerovnosti stykových ploch zapadají, zachycují se o sebe. To je jednou z příčin vzniku brzdných sil. Druhou příčinou je vzájemné silové působení částic ve stykových plochách. To se projeví jen při těsném přiblížení částic, např. při vzájemném posouvání dvou hladkých skleněných desek nebo je-li posouvaný předmět hodně těžký. Velikost třecí síly Ft závisí na drsnosti stykových ploch.

Pokus zopakujeme tak, že dřevěný hranolek táhneme pomaleji. V okamžiku, kdy se hranolek dá do pohybu, ukazuje siloměr největší sílu. Když dále hranolek táhneme rovnoměrným pohybem, ukazuje siloměr menší sílu. Je-li těleso v klidu, třecí síla na něj nepůsobí, třecí síla působí pouze při pohybu. V okamžiku, kdy se těleso dá do pohybu, účinek síly F je vyrovnán tzv. klidovou třecí silou. Klidová třecí síla je větší než třecí síla při pohybu. Klidová třecí síla je při stejných podmínkách v okamžiku uvedení tělesa do pohybu větší než třecí síla při pohybu. Bez klidové třecí síly bychom nemohli ani chodit, ani by nemohla jezdit auta. Při chůzi působí naše noha na zem dozadu silou F. Země v opačném směru tlačí na nohu klidovou třecí silou Ft a tím uvádí nohu do pohybu. Stejně tak otáčející se pneumatika auta v místě dotyku působí na silnici dozadu silou F. Silnice tlačí v opačném směru na pneumatiku klidovou třecí silou Ft a uvádí auto do pohybu. směr chůze Ft F

Otázky a úlohy k opakování – učebnice strana 95. Na list papíru položíme míček. Budeme-li pomalu list papíru posouvat, bude se s ním současně posouvat i míček. Vlivem klidové třecí síly se míček po listu papíru nepohybuje. Jakmile listem papíru rychle trhneme, míček zůstane na místě. Při velké rychlosti je třecí síla menší, navíc na míček působí i síly setrvačnosti. V předchozích pokusech jsme posouvali neboli smýkali hranolek po podložce. V takových případech mluvíme o smykovém tření. Pokus zopakujeme tak, že mezi podložku a dřevěný hranolek umístíme válečky. Při rovnoměrném tažení hranolku naměříme mnohem menší třecí sílu než při posouvání hranolku přímo po desce stolu. Válečky konají valivý pohyb. Tření lze podstatně zmenšit, když smýkání nahradíme valením. Bez kol, která zmenšují tření, si neumíme představit dopravní prostředky ani další technická zařízení. Valivé tření je vždy výrazně menší než tření smykové. Otázky a úlohy k opakování – učebnice strana 95.