Trintis yra jėga, kuri prieštarauja objekto judėjimui. Norint sustabdyti judantį objektą, jėga turi veikti priešinga judėjimo krypčiai. Pavyzdžiui, jei stumsite ant grindų gulintį rutulį, jis pajudės. Stūmimo jėga perkelia jį į kitą vietą. Palaipsniui kamuolys sulėtėja ir nustoja judėti. Jėga, kuri prieštarauja objekto judėjimui, vadinama trintimi. Gamtoje ir technologijose yra daugybė šios jėgos panaudojimo pavyzdžių.
Trinties tipai
Yra įvairių tipų trinties:
Pačiūžų geležtė, judanti per ledą, yra slydimo pavyzdys. Čiuožytojui judant aplink čiuožyklą, pačiūžos apačia liečia grindis. Trinties š altinis yra kontaktas tarp ašmenų paviršiaus ir ledo. Nulemia objekto svoris ir paviršiaus tipas, kuriuo jis judaslydimo (trinties) tarp dviejų objektų dydis. Sunkus daiktas labiau spaudžia paviršių, kuriuo jis slysta, todėl bus didesnė slydimo trintis. Kadangi trintis atsiranda dėl patrauklių jėgų tarp objektų paviršių, trinties dydis priklauso nuo dviejų sąveikaujančių objektų medžiagų. Išbandykite čiuožimą ant lygaus ežero ir pamatysite, kad tai bus daug lengviau nei čiuožti nelygiu žvyrkeliu
- Trintis ramybės būsenoje (sanglauda) – jėga, atsirandanti tarp 2 besiliečiančių kūnų ir neleidžianti atsirasti judėjimui. Pavyzdžiui, norint perkelti spintą, įk alti vinį ar surišti batų raištelius, reikia įveikti sukibimo jėgą. Gamtoje ir technologijoje yra daug panašių trinties pavyzdžių.
- Kai važiuojate dviračiu, rato ir kelio kontaktas yra riedėjimo trinties pavyzdys. Kai daiktas rieda paviršiumi, jėga, reikalinga riedėjimo trinčiai įveikti, yra daug mažesnė, nei reikalinga slydimui įveikti.
Kinetinė trintis
Kai stūmėte knygą ant stalo ir ji pajudėjo tam tikru atstumu, ji patyrė judančių objektų trintį. Ši jėga yra žinoma kaip kinetinė trinties jėga. Jis veikia vieną kito paviršių, kai du paviršiai trinasi vienas į kitą, nes vienas arba abu paviršiai juda. Jei įdėsite papildomų knygų ant pirmosios knygos, kad padidintumėte normalią jėgą, kinetinė trinties jėga bus tokiapadidinti.
Yra tokia formulė: Ftrintis=ΜFn. Kinetinės trinties jėga yra lygi kinetinės trinties koeficiento ir normaliosios jėgos sandaugai. Tarp šių dviejų jėgų yra linijinis ryšys. Kinetinės trinties koeficientas susieja trinties jėgą su normalia jėga. Kadangi tai yra jėga, jos matavimo vienetas yra Niutonas.
Statinė trintis
Įsivaizduokite, kad bandote stumti sofą per grindis. Nedidele jėga spaudžiate, bet jis nejuda. Statinė trinties jėga veikia reaguodama į jėgą, bandydama sukelti nejudančio objekto judėjimą. Jei tokios jėgos objektą neveikia, statinės trinties jėga lygi nuliui. Jei yra jėga, bandanti sukelti judėjimą, tada antroji jėga padidės iki didžiausios vertės, kol ji nebus įveikta, ir prasidės judėjimas.
Šio rodinio formulė: Ftrintis=ΜsFn. Statinė trinties jėga yra mažesnė arba lygi statinės trinties koeficiento Μ (s) ir normaliosios jėgos F (n) sandaugai. Sofos pavyzdyje didžiausia statinė trinties jėga subalansuoja ją stumiančio asmens jėgą, kol sofa pradeda judėti.
Trinties koeficientų matavimas
Kas lemia trinties jėgą? Gamtoje ir technologijoje tam tikrą vaidmenį atlieka medžiagos, iš kurių gaminami paviršiai. Pavyzdžiui, įsivaizduokite, kad bandote žaisti krepšinį mūvėdami kojines, o ne sportinius batelius. Galižymiai pablogina jūsų galimybes laimėti. Batas padeda užtikrinti jėgą, reikalingą norint greitai stabdyti ir pakeisti kryptį važiuojant paviršiumi. Tarp batų ir krepšinio aikštelės yra daugiau trinties nei tarp kojinių ir poliruotų medinių grindų.
Įvairūs koeficientai parodo, kaip lengvai vienas objektas gali slysti ant kito. Tikslūs jų matavimai yra gana jautrūs paviršiaus sąlygoms ir nustatomi eksperimentiniu būdu. Drėgnas paviršius elgiasi labai skirtingai nei sausas.
Fizika: trinties jėga gamtoje ir technologijose
Jūs nuolat patiriate trintį ir turėtumėte džiaugtis, kad tai įmanoma. Būtent ši jėga padeda nejudančius daiktus išlaikyti vietoje, o eidamas žmogus nenukrenta. Kas yra trintis? Gamtoje ir technikoje pavyzdžių galima rasti kiekviename žingsnyje. Galbūt jūs to nesuvokiate, bet jums jau puikiai pažįstama ši galia. Tai vyksta priešinga judėjimo kryptimi, todėl tai yra jėga, kuri veikia objektų judėjimą.
Kai perkeliate dėžutę per grindis, trintis veikia prieš dėžę priešinga dėžės kryptimi. Kai einate nuo kalno, trintis veikia prieš jūsų judėjimą žemyn. Kai stabdote automobilį ir kurį laiką judate, trintis veikia prieš jūsų slydimo kryptį, o tai galiausiai padeda visiškai sustabdyti slydimą.
Kai du objektai „trina“vienas į kitą, nustatomos jėgostrauka tarp objektų molekulių, sukelianti trintį. Gamtoje ir technologijoje jis gali atsirasti tarp beveik bet kokių materijos fazių – kietųjų medžiagų, skysčių ir dujų. Trintis atsiranda tarp dviejų objektų, tokių kaip dėžė ir grindys, bet gali atsirasti ir tarp žuvų ir vandens, kuriame jos plaukia, ir ore krintančių objektų. Trintis dėl oro turi specialų pavadinimą: oro pasipriešinimas.
Trinties vaidmuo gamtoje, technologijose, gyvenime
Trintis yra neatsiejama žmogaus patirties dalis. Mums reikia traukos eiti, stovėti, dirbti ir važiuoti. Tuo pačiu metu mums reikia energijos, kad įveiktume pasipriešinimą judėjimui, todėl per didelė trintis reikalauja energijos pertekliaus darbui atlikti, o tai lemia neefektyvumą. XXI amžiuje žmonija susiduria su dviem iššūkiais – energijos stygiumi ir visuotiniu atšilimu dėl iškastinio kuro deginimo. Taigi gebėjimas kontroliuoti trintį tapo svarbiausiu šiandienos pasaulio prioritetu. Tačiau daugeliui vis dar trūksta supratimo apie esminę trinties prigimtį.
Trintis gamtoje ir technologijose (fizika) visada kėlė smalsumą. Intensyvus šios jėgos kilmės tyrimas buvo pradėtas XVI amžiuje, po novatoriško Leonardo da Vinci darbo. Tačiau pažanga suprasti jo prigimtį buvo lėta, o tai trukdo tikslaus matavimo prietaiso trūkumas. Išradingi mokslininko Kulono ir kitų atlikti eksperimentai suteikė svarbios informacijos, padėjusios supratimo pamatą. Prasidėjo 1800-ųjų pabaigoje ir pradžioje1900-aisiais pasirodė garo varikliai, lokomotyvai, o vėliau ir lėktuvai. Be to, norint tyrinėti kosmosą, reikia aiškiai suprasti trintį ir mokėti ją valdyti.
Dėl bandymų ir klaidų buvo padaryta didelė pažanga taikant ir kontroliuojant trintį gamtos technologijose kasdieniame gyvenime. XXI amžiaus pradžioje dėl nanotechnologijų panaudojimo atsirado nauja nano masto trinties dimensija. Žmogaus supratimas apie atominę ir molekulinę trintį sparčiai plečiasi. Šiandien energijos vartojimo efektyvumui ir atsinaujinančios energijos gamybai reikia nedelsiant skirti dėmesio, nes mokslas siekia sumažinti anglies dvideginio išmetimą. Gebėjimas kontroliuoti trintį tampa svarbiu žingsniu ieškant tvarių technologijų. Tai yra energijos vartojimo efektyvumo rodiklis. Jei įmanoma sumažinti nereikalingus energijos nuostolius ir padidinti esamą energijos vartojimo efektyvumą, tai suteiks laiko sukurti alternatyvius energijos š altinius.
Trinties pavyzdžiai gyvenime
Trintis yra pasipriešinimo jėga. Tai trukdo judėti kitam objektui, taikydamas tam tikrą jėgą. Bet iš kur ši galia? Pirma, verta pradėti tai svarstyti nuo molekulinio lygio. Trintį, kurią matome kasdieniame gyvenime, gali sukelti paviršiaus šiurkštumas. Mokslininkai ilgą laiką manė, kad tai yra pagrindinė jo atsiradimo priežastis.
Paprasčiausi trinties gamtoje ir technologijoje pavyzdžiai yra šie:
- Einant trintis jėga, kuriąpaveikia padą, suteikia mums galimybę judėti į priekį.
- Į sieną atremtos kopėčios nenukrenta ant grindų.
- Žmonės rišasi batų raištelius.
- Be trinties jėgos automobiliai negalėtų važiuoti ne tik įkalne, bet ir lygiu keliu.
- Gamtoje tai padeda gyvūnams laipioti medžiais.
Tokių taškų yra daug, taip pat yra atvejų, kai ši jėga, priešingai, gali trukdyti. Pavyzdžiui, siekiant sumažinti trintį, žuvims suteikiamas specialus lubrikantas, kurio dėka, kaip ir supaprastintos kūno formos, jos gali sklandžiai judėti vandenyje.
