Цікаво, що абсолютно сухі тіла в природі практично не зустрічаються. При будь-яких умовах утримання техніки на поверхні твердого речовини утворюються тонкі плівки атмосферних опадів, жирів і т.д. Тертя між твердим тілом і рідиною або газом називається в'язким або рідким тертям.
Де виникає в'язке тертя?
В'язке тертя виникає при русі твердих тіл в рідкому або газоподібному середовищі, або коли сама рідина або газ течуть повз нерухомих твердих тіл.
Яка причина в'язкого тертя?
Причина виникнення в'язкого тертя - це внутрішнє тертя. Якщо тверде тіло рухається в нерухомому середовищі, що прилип до нього шар води або повітря переміщається разом з ним. При цьому він ковзає уздовж сусіднього шару. Виникає сила тертя, захоплива цей шар. Він приходить в рух і в свою чергу захоплює наступний шар і т. Д. Чим далі від поверхні тіла, тим повільніше рухаються шари рідини або газу. Сила тертя між шарами гальмує більш швидкі шари і, отже, саме тверде тіло. Воно гальмується безпосередньо в'язким тертям. Те ж саме відбувається, коли потік рідини або газу тече повз нерухомого тіла.
Цікаві особливості в'язкого тертя!
Налийте в тарілку трохи води і опустіть туди тріску. Подуйте на тріску - вона попливе по воді. І навіть якщо ви подули слабо, тріска все одно зрушиться з місця. Головна відмінність в'язкого тертя від сухого полягає в тому, що не існує в'язкого тертя спокою!
Як би не мала була сила тяги, що діє на тіло, вона відразу ж викликає рух тіла в рідині. Чим менше ця сила, тим повільніше буде плисти тіло.
Від чого залежить сила тертя в рідині або газі?
Сила тертя, яку відчувають рухомим тілом, наприклад, в рідині,
залежить від швидкості руху, від форми і розмірів тіла і від властивостей рідини.
При малих швидкостях руху сила опору прямо пропорційна швидкості руху і лінійного розміру тіла. Тіла відчувають тим більшу силу спротиву, ніж густішою (в'язкої) буде середа. А рідини можуть бути не в'язкі, як вода, або дуже в'язкі, як мед. У води в'язкість менше, ніж у клею, а у клею - менше, ніж у смоли.
А в'язкість залежить від температури рідини.
Наприклад, взимку мотор стояв на морозі автомобіля доводиться розігрівати.
Робиться це для того, щоб зігріти застигле масло, залите в мотор
В'язкість застиглого масла більше. ніж у нагрітого, і мотор не може швидко обертатися.
Навпаки, в'язкість газів з пониженням температури падає.
При збільшенні швидкості тіла змінюється опору середовища. Воно залежить від характеру обтікання рухається в ньому тіла. На великих швидкостях позаду рухомого тіла виникає складне турбулентний плин, утворюються химерні фігури, кільця і вихори.
Турбулентний опір руху залежить вже від щільності середовища, квадрата швидкості тіла і розмірів (в квадраті) тіла. Турбулентний опір зменшується в багато разів після надання рухомого тіла обтічної форми. Найкращою для тіла, що рухається в товщі рідини або газу, є форма, тупа спереду і гостра ззаду (наприклад, у дельфінів і китів).
На деяких древніх малюнках, знайдених в пірамідах, зображені єгиптяни, підливають молоко під полози саней. на яких вони тягнуть кам'яні брили.
У дійшли до нас опорах колодязних коміром часів бронзового століття (V століття до н. Е.) Виявлено сліди оливкового масла, яке допомагало послабити тертя.
Що ж таке "мастило"?
Так кажуть про мастило: «йде як по маслу».
Там, де доводиться мати справу з ковзанням сухих поверхонь, їх намагаються зробити мокрими, змастити. Втулки коліс мажуть дьогтем або тавотом; в підшипники заливають масло, набивають солідол. На електростанціях, є навіть спеціальна посада маслёнщіка, підливають з маслянки мастило в труться. На залізниці теж є мастильники. Завдяки мастилі тертя зменшується в 8-10 разів.
Які натуральні рідини краще підходять для змащення?
Це рослинні жири, масло, яловиче або свиняче сало, дьоготь. Але з розвитком техніки були знайдені інші, більш дешеві мастильні матеріали - мінеральні масла, що виходять при переробці нафти.
Як сучасних мастильних речовин можна назвати машинне, авіаційне, дизельне масла, тавотом, солідол, технічний вазелін, автол, нігрол, веретенне масло, рушничне масло.
З'ясувалося, що чим масивніше обертається, наприклад, деталь, тим густіше повинна бути мастило. Важкі вали гідротурбін змащують густим тавотом, а ходові частини кишенькового годинника - рідким і прозорим кістяним маслом. Хороша мастило повинна мати «олійністю». Тоді при зупинці машини в зазорі між труться частинами залишається найтонший шар мастила, і при пуску машини в хід не доводиться долати тертя спокою між зовсім сухими поверхнями. Цим знижує тертя і знос деталей, що труться. При роботі машини мастило розігрівається і частково втрачає свої властивості, тому для охолодження мастила застосовують спеціальні пристосування. А ще створені такі мастильні суміші, які добре працюють навіть на дуже великому морозі.
А ось найпоширенішу в природі рідина - воду рідко використовують як мастило. Вона має малу в'язкістю і, крім того, викликає корозію багатьох металів.
Цікаво.
. що є рідина, яка збільшує тертя Це - гудрон!
Необережність з вогнем - головна причина пожежі для всіх споруд. А ось для вітряних млинів, зараз практично зниклих, однією з основних причин пожежі був сильний вітер, так як при сильному вітрі у них часто спалахувала вісь від тертя.
Якщо в брезентовий пожежний шланг подавати воду під великим тиском, його може розірвати. А якщо брезент взяти попрочнее? Американські пожежники провели такий експеримент. Шланг не розірвало, але коли швидкість потоку води досягла 100 літрів в секунду, то шланг загорівся від тертя води об брезентові стінки.
При змащення тертьових поверхонь мастилом сухе тертя замінюється в'язким і зменшується.
Рідини є мастилом при терті, але при витягуванні з дерев'яного виробу, довго перебував під дощем або в сирому місці. убитих цвяхів потрібно докласти куди більше зусиль, ніж при витягуванні з сухою! Справа в тому, що проміжки між частинками деревини, набряклі від вологи, збільшуються, і цвях сильніше стискається волокнами деревини, при цьому сила тертя збільшується.
Коли приливна хвиля рухається по океанському дну, сили тертя призводять до уповільнення обертання Землі і подовженню доби.
В'язке тертя призводить до втрати механічної енергії рухомого тіла, тому що гальмує його. Але це не означає, що, наприклад літак буде краще »летіти в середовищі, позбавленої в'язкого тертя. Літак в такому повітрі взагалі не зможе злетіти, тому що підйомна сила його крила і сила тяги його повітряного гвинта будуть рани нулю!
Лінійна швидкість супутника, що рухається в розріджених шарах атмосфери, через опір повітря збільшується! Парадокс пояснюється тим, що зменшується радіус орбіти і частина потенційної енергії супутника перетворюється в кінетичну.
Для судна водотоннажністю близько 35 тис. Т і довжиною близько 180 м втрати на тертя об воду при ході 14 вузлів соcтавляют приблизно 75% загальної потужності, а решта 25% витрачаються на подолання волнoвoгo опору. Цікаво, що цей останній вид втрат значно зменшується при русі тіла в підводному положенні.
Наша атмосфери у земної поверхні приблизно в 800 разів менше щільна, ніж вода, але і вона може створити величезну протіводейcтвіе руху. Так, звичайний потяг при швидкості 200 км / год витрачає на подолання опору повітря близько 70% всієї потужності. Навіть при добре обтічної форми ця цифра не знижується нижче половини всієї потужності.
Уже перші летательниe апарати чітко відчули гігантську силу опору повітря. І з цього моменту зниження лобового опору за рахунок кращої обтічності стало однією з головних проблем розвитку авіації. Адже тертя об повітря не тільки поглинає енергію двигунів, а й призводить до небезпечного перeгреву літака в щільних шарах атмосфери. Але в той же час потік, що набігає служить одним із джерел підйомної сили літаків
Джерело: Л.П.Лісовскій.
"Тертя в природі й техніці",
журн. "Квант".
Інші сторінки по темі "У світі тертя":
Як ми ходимо?
Це придумав адмірал Макаров
тертя спокою
Тертя на Місяці
Тертя на дорогах
Світ без тертя
Тертя в спорті
Підшипники
Тертя і паровоз
"Мідний вершник"
Тертя в живій природі
Суха (тверда) мастило
витяг вогню
В'язке (рідке) тертя
Урок про терті
