Dar mokslo metais, septintoje ar aštuntoje klasėje, kiekvienas žmogus susipažįsta su nauja dinaminės fizikos samprata – trinties. Tačiau daugelis, subrendę, pamiršta, kas yra trintis ir kaip ši jėga veikia. Pabandykime suprasti šią temą.
Sąvokos apibrėžimas
Trintis – tai reiškinys, turintis tokią reikšmę: kai du kūnai liečiasi vienas su kitu, jų sąlyčio vietoje susidaro ypatinga sąveika, neleidžianti kūnams toliau judėti vienas kito atžvilgiu. Aišku, kad galima apskaičiuoti šių kūnų sąveikos vertę. Trinties jėga apibūdina šią sąveiką kiekybiškai. Jei tarp standžių kūnų atsiranda trintis (pvz., knygos sąveika su knygų lentyna arba obuolio sąveika su stalu), ši sąveika vadinama sausa trintimi.
Reikėtų suprasti, kad trintis yra jėga, turinti elektromagnetinio pobūdžio. Tai reiškia, kad šios jėgos priežastis yra sąveika tarp dalelių, sudarančių tą ar kitą kūną.
Kas yra trintis?
Dėl mūsų pasaulyje egzistuojančių daiktų įvairovės galitenustatyti, kad kiekvienas iš jų turi savo struktūrą ir turi individualių savybių. Tai reiškia, kad skirtingų elementų sąveika bus skirtinga. Norint teisingai suprasti daugelio fizikos problemų esmę ir kompetentingą sprendimą, įprasta sąlygiškai atskirti tris trinties tipus. Taigi, panagrinėkime kiekvieną atskirai:
- Pirmoji trintis yra statinė trintis, kuri atsiranda, kai nėra santykinio dviejų kūnų judėjimo. Jo pavyzdžių galime pamatyti visur, nes šios trinties sukuriama jėga išlaiko objektus pusiausvyroje. Pavyzdžiui, prekės ant judančio konvejerio, į sieną įk altas vinis arba ant grindų stovintis žmogus.
- Slydimo trintis sąlyginai yra antroji trintis. Slydimo reikšmė apibrėžiama taip: kai pusiausvyros kūnui veikiama jėga, kuri yra didesnė už statinę trinties jėgą, pradeda veikti slydimo trinties jėga ir kūnas juda.
- Ir galiausiai riedėjimo trintis, kuri paaiškina dviejų kūnų, kurių vienas rieda kito paviršiumi, sąveiką. Riedėjimo ir slydimo trinties skirtumas paaiškinamas tuo, kad bet kokiu judesiu kūno sritys pasislenka išilgai kontaktinio paviršiaus, o vietoj nutrūkusių tarpmolekulinių ryšių susidaro nauji. O tuo atveju, kai ratas rieda neslysdamas, molekuliniai ryšiai nutrūksta daug greičiau, kai pakeliamos rato sekcijos, nei slystant. Pasirodo, riedėjimo trinties jėga yra mažesnė už slydimo jėgą.
Kur ir kaip galima panaudoti trintį?
Trintis yranepakeičiamas reiškinys, be kurio negalėtume atlikti elementarių dalykų: vaikščioti, sėdėti ar tiesiog laikyti daiktus rankose. Todėl nenuvertinkite trinties svarbos. Kaip sakė prancūzų fizikas Guillaume'as: "Jei nebūtų trinties, mūsų Žemė būtų be vieno šiurkštumo, ji būtų kaip skysčio lašas."
Turbūt geriausias pavyzdys, tiksliausiai apibūdinantis trintį, yra rato veikimas. Dar senovėje buvo pastebėta, kad riedėjimo trinties jėgos yra daug mažesnės nei slydimo trinties jėgos. Būtent dėl neabejotinų riedėjimo trinties privalumų žmonės dėjo rąstus ar volus, kad galėtų perkelti sunkius ir didelių gabaritų krovinius. Laikui bėgant žmonės patobulino žinias apie nuostabias riedėjimo trinties savybes, stebėjo objektų judėjimą veikiant trinties jėgoms ir galiausiai išrado ratą! Šiuolaikiniame pasaulyje neįmanoma įsivaizduoti gyvenimo be šių nepakeičiamų dalių, nes ratai yra antrasis bet kokio transporto „variklis“!
Kaip apskaičiuoti trinties jėgos vertę?
Kaip ir bet kuri kita jėga, trinties jėga turi sveikųjų skaičių. Norint tiksliai nustatyti, kiek jėgos reikia judėjimui ar kitokio pobūdžio darbams atlikti, reikia apskaičiuoti statinę trinties jėgą. Inžinieriai dažniausiai tai daro, kai, pavyzdžiui, stato gamyklas arba išranda naujus įrenginius. Tačiau net ir paprasti moksleiviai susiduria su tam tikromis užduotimis, kai reikia apskaičiuoti trinties jėgą. Taigi suskaičiuotireikšmę, tereikia naudoti paprastą formulę: Ftrintis=KN, kur k yra trinties koeficientas. Visų koeficientų reikšmė visada priklauso nuo objekto paviršiaus, kuriuo kūnas juda arba sąveikauja. „N“mūsų formulėje reiškia atramos reakcijos į kūną jėgą. Tai visų pirma priklauso nuo kūno masės, kuri liečiasi su atramos paviršiumi.
Apskaičiuokite jėgos reikšmę uždavinyje
Tarkime, kad kūnas, kurio masė m=3 kg, yra ant horizontalios lentos. Medinės lentos ir korpuso trinties koeficientas lygus 0,3. Kaip rasti trinties jėgos reikšmę? Tai labai paprasta, viskas, ką jums reikia padaryti, tai įtraukti mūsų vertybes į formulę. Tik reikia atsižvelgti į tai, kad N šiuo atveju yra lygus kūno svoriui (pagal 3-ąjį Niutono dėsnį). Taigi, norima jėga yra (mg)k=(3 kg10 m/s2)0, 3=9 H.
