Smykové tření a valivý odpor

Prezentace na téma: "Smykové tření a valivý odpor"— Transkript prezentace:

1 Smykové tření a valivý odpor
Dynamika

2 Menu 1. Teorie 2. Aplikace teorie 3. Zajímavosti 4. Přílohy Úvod
Příčiny vzniku třecí síly Vlastnosti třecí síly Velikost třecí síly Pohyb tělesa po nakloněné rovině Klidové tření Valivý odpor Význam tření 2. Aplikace teorie Úlohy Řešení úloh 3. Zajímavosti 4. Přílohy Přehled důležitých veličin a vztahů Dynamika

3 Její působiště je ve styčné ploše tělesa a podložky:
Úvod Při posuvném pohybu tělesa po podložce působí proti směru pohybu na těleso brzdící třecí síla Její působiště je ve styčné ploše tělesa a podložky: Tento typ tření, kdy se těleso posouvá nebo smýká po povrchu jiného tělesa, nazýváme tření smykové. Příklad z praxe – traktor táhnoucí pluh po poli Dynamika Menu

4 Příčiny vzniku třecí síly
1) nerovnosti styčných ploch - nerovnosti do sebe zapadají, zachycují se a tím pohyb brzdí 2) vzájemné působení částic ve styčných plochách - přitažlivé molekulární síly u velmi hladkých těles Dynamika Menu

5 ... tahová síla působící na těleso
... třecí síla smykového tření Je-li , těleso se pohybuje rovnoměrně zrychleně Je-li , těleso se pohybuje rovnoměrně zpomaleně, nebo je v klidu Je-li , těleso zůstává v klidu, nebo pokud se již pohybovalo, pohybuje se dál rovnoměrně Dynamika Menu

6 Velikost Ft nezávisí na obsahu styčných ploch
Vlastnosti třecí síly 1) Velikost Ft nezávisí na obsahu styčných ploch 2) Velikost Ft nezávisí na velikosti rychlosti (toto platí pouze při malých rychlostech, při velkých rychlostech se třecí síla zmenšuje – menší účinnost automobilových brzd při vyšší rychlosti) 3) Velikost Ft závisí na jakosti styčných ploch (tzn, koeficient smykového tření) 4) Velikost Ft je přímo úměrná Fn: kolmá tlaková síla, kterou působí těleso na podložku Dynamika Menu

7 Pro velikost třecí síly smykového tření tedy platí:
Jednotky Koeficient (součinitel) smykového tření f je bezrozměrná veličina, závisí na jakosti styčných ploch. Při pohybu tělesa po vodorovné podložce platí: Dynamika Menu

8 Pohyb tělesa po nakloněné rovině
Pro velikost třecí síly smykového tření tedy platí: Z obrázku plyne: Dynamika Menu

9 Třecí síla působí i mezi podložkou a tělesem, které je v klidu:
Klidové tření Třecí síla působí i mezi podložkou a tělesem, které je v klidu: f0 ... součinitel klidového tření tření klidové je větší než tření smykové (Na uvedení tělesa z klidu do pohybu je nutné vynaložit větší sílu, než na udržení rovnoměrného pohybu tohoto tělesa.) Dynamika Menu

10 ... třecí síla valivého tření
Valivý odpor Vzniká tehdy, když se pevné těleso kruhového průřezu valí po pevné podložce. ... třecí síla valivého tření ... kolmá tlaková síla ... poloměr tělesa ... rychlost tělesa Příčinou je stlačování a deformace podložky a valícího se tělesa. Pokusně bylo zjištěno, že pro velikost Fv platí: kde ξ je tzn. rameno valivého odporu, Hodnota ξ závisí na materiálu tělesa a podložky a na úpravě jejich povrchů Platí Fv << Ft Dynamika Menu

11 spojování materiálů hřebíky, nýty, šrouby vázání uzlů
Význam tření Pozitivní účinky chůze, jízda motorových vozidel (při náledí se chodníky i vozovky posypávají) spojování materiálů hřebíky, nýty, šrouby vázání uzlů psaní křídou po tabuli rozjezd a zastavení automobilu oděv utkaný z vláken drží pohromadě rozeznívání smyčcových hudebních nástrojů řemenové převody sněhové řetězy na kolech Dynamika Menu

12 zahřívání strojních součástek a jejich opotřebování
Význam tření Negativní účinky zahřívání strojních součástek a jejich opotřebování opotřebování pneumatik Nežádoucí účinky tření snižujeme mazáním, broušením, leštěním styčných ploch nebo smykové tření nahrazujeme valivým odporem (těžké předměty při přemísťování podkládáme válečky; kuličková, popř. válečková ložiska) Dynamika Menu

13 2. Aplikace teorie Úlohy – procvičování nového učiva
Kvádr o hmotnosti 5 kg táhneme po vodorovné podložce vodorovnou silou o velikosti 30 N. Součinitel smykového tření mezi kvádrem a vodorovnou podložkou je 0,4. Určete velikost zrychlení kvádru. Jak velkou vodorovnou silou posunujeme po vodorovné podložce bednu o hmotnosti 80 kg, jestliže ji podložíme válci o poloměru 5 cm? Rameno valivého odporu je 0,01 m. Řešení Dynamika Menu

14 Z výše uvedených vztahů vyplývá, že
Řešení úloh 1. m = 5 kg F = 30 N f = 0,4 a = ? Platí: Z výše uvedených vztahů vyplývá, že Pro dané hodnoty je a = 2 m.s-2 Zadání Dynamika Menu

15 Řešení úloh 2. m = 80 kg R = 5 cm = 0,05 m ξ = 0,01 m F = ? Platí:
Takže Po dosazení je F = 160 N Zadání Dynamika Menu

16 3. Zajímavosti Při jízdě do kopce v zimě při kluzké vozovce se často stává, že automobily s pohonem zadních kol vyjedou kopec snadněji než automobily s pohonem kol předních. Ty potom musejí kopec vycouvat. Tlaková síla, kterou působí zadní kola na vozovku, je větší než tlaková síla u předních kol. Tím je také větší síla reakce, kterou působí vozovka na kola automobilu a kterou tedy odtlačuje automobil dopředu ve směru pohybu. Dynamika Menu

17 4. Přílohy Přehled důležitých veličin a vztahů Velikost třecí síly
Součinitel smykového tření Velikost třecí síly při pohybu po nakloněné rovině Třecí síla valivého tření Rameno valivého odporu Dynamika Menu