SMYKOV TEN A VALIV ODPOR Mgr Kamil Kuera

SMYKOVÉ TŘENÍ A VALIVÝ ODPOR Mgr. Kamil Kučera

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy ANOTACE 1. Kód EVM: 2. Číslo projektu: CZ. 1. 07/1. 1. 28/01. 0050 3. Vytvořeno: září 2014 4. Ročník: 1. ročník – čtyřleté gymnázium, 5. ročník – osmileté gymnázium (RVP-G), 5. K_INOVACE_1. FY. 42 Vzdělávací oblast Člověk a příroda Vzdělávací obor Fyzika Tematický okruh Dynamika hmotného bodu Anotace: Materiál slouží k zopakování smykového tření a valivého odporu. Materiál popisuje dynamické i klidové tření, jejich příznivý i nepříznivý význam v praxi. Porovnává valivý odpor se smykovým třením za stejných podmínek. Učivo je doplněno řešenými příklady a ověřeno závěrečným testem. Materiál se využije v průběhu hodiny. Pomůcky: interaktivní tabule. Materiál je určen pro bezplatné používání pro potřeby výuky a vzdělávání na všech typech škol a školských zařízeních. Jakékoliv další využití podléhá autorskému zákonu.

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Tření tření – jev vyvolaný složitými procesy interakce mezi tření dotýkajícími se tělesy nebo mezi jejich různými částmi, který se projevuje vznikem sil působících proti vzájemnému přemístění těchto těles nebo jejich částí rozlišujeme 2 hlavní druhy: vnitřní tření – vzniká při vzájemném posouvání částí téže látky vnitřní tření vnější tření – vzniká mezi pevnými tělesy, která se navzájem vnější tření dotýkají a jsou k sobě přitlačována určitou silou [1] [2]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Smykové tření • příklad vnějšího tření • rozlišujeme 2 různé případy: Ø dynamické tření (tření za pohybu) Ø statické tření (tření v klidu) vlivem tření na tělesa působí třecí síla Ft Třecí síly působí proti směru vzájemného pohybu těles nebo tak, zabraňují vzájemnému přemístění těles. [4] [3]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Dynamické tření dynamické tření - fyzikální jev, který nastává při posouvání nebo dynamické tření klouzání jednoho pevného tělesa po povrchu jiného pevného tělesa při pohybu nerovnosti stykových ploch na sebe narážejí, zapadají do sebe, deformují se a obrušují třecí síla • důsledkem tření • působí na těleso v rovině stykových ploch • směr opačný než směr rychlosti pohybující ho se tělesa např. sáňkování, lyžování, jízda lokomotivy po kolejích, Fn pohyb smyčce po strunách - velikost normálové síly f - součinitel smykového tření v pohybu (součinitel dynamického tření)

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Statické tření statické tření - fyzikální jev, kdy na sebe působí dotýkající se statické tření pevné tělesa v klidu např. písek zůstává na hromadě kuželovitého tvaru, uzel se nerozváže, křída ulpí na tabuli, tělesa lze spojit hřebíky, nýty Fn- velikost normálové síly f 0 - součinitel smykového tření v klidu (součinitel statického tření) třecí síla [6] [7] [5]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Smykového tření v praxi Smykové tření se uplatňuje v každodenním životě a v technické praxi. Je podmínkou pohybu (při nulové třecí síle nelze uvést těleso do pohybu) a je i překážkou pohybu (brzdí pohyb, vede k opotřebení a zahřívání materiálu těles). zvětšení třecí síly: zmenšení třecí síly: • zvětšení tlakové síly - brzdy • změna povrchu tělesa - zimní pneu, sypání chodníků, protiskluzová podrážka bot • změna vlastnosti povrchu tělesa - leštění, mazání, proudící voda • nahrazení smykového tření valivým odporem - ložiska [9] [8] [11] [10]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Valivý odpor valivý odpor - mechanický odpor, který vzniká při pohybu valivý odpor válcovitého tělesa poloměru r po rovinné podložce např. valení koule, rotačního válce, pneumatiky odporová síla vznikající při valivém odporu vyvolává deformaci podložky a někdy i tělesa [12] [13]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Odporová síla odporová síla Fo - charakterizuje valivý odpor ζ - rameno valivého odporu - určeno kvalitou materiálu (tělesa i podložky) a úpravou jejich povrchů např. ocelové kolo na ocelové kolejnici ζ = 0, 5 mm velikost odporové síly při valivém odporu vždy menší než velikost třecí síly při smykovém tření při jinak stejných podmínkách =› nahrazujeme smykové tření valivým odporem těžká tělesa při přemisťování pokládáme na válečky, hřídele strojů ukládáme do kuličkových nebo válečkových ložisek [14] [15]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Příklad na třecí sílu Po nakloněné rovině, která svírá s vodorovnou rovinou úhel α = 30°, sjíždí dřevěný kvádr. Určete velikost jeho zrychlení, je-li součinitel smykového tření mezi kvádrem a nakloněnou rovinou 0, 4. [16]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Příklad na odporovou sílu Jak velkou vodorovnou silou posunujeme bednu o hmotnosti 80 kg, jestliže ji podložíme válci o poloměru 5 cm? Rameno valivého odporu je 0, 01 m. Fo Fn = FG

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Trocha opakování 1. Porovnejte smykové tření a valivý odpor při jinak stejných podmínkách. 2. Který hřebík vytáhneme ze dřeva snadněji, hřebík čistý, nebo rezavý? 3. Proč se lokomotivy vyrábějí s velkou hmotností? 4. Uveďte případy příznivého a nepříznivého tření v praxi. 5. Proč stykové plochy předmětů, které chceme slepit, předem zdrsňujeme a odmašťujeme? 6. Na stole ve vagóně vlaku byla položena kniha a míč. Při rozjezdu vlaku se míč dal do pohybu směrem dozadu (vzhledem k vlaku) a kniha zůstala v klidu. Vysvětlete.

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Zdroje a použitá literatura [1] HAUSKEN, Randi. wikipedia [online]. [cit. 8. 9. 2014]. Dostupný na WWW: http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Running_water_(2378446198). jpg? uselang=cs [2] EHRENBERG KOMMUNIKATION. wikipedie [online]. [cit. 8. 9. 2014]. Dostupný na WWW: http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Salzburgerland_(11851758064). jpg? uselang=cs [3] LAURAHALE. wikipedia [online]. [cit. 8. 9. 2014]. Dostupný na WWW: http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Men%27 s_standing_skier_number_37 s. JPG? uselang=cs [4] PHFYYSIK. wikipedia [online]. [cit. 8. 9. 2014]. Dostupný na WWW: http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Einsteini_tahvel. jpg [5] MONTANABW. wikipedie [online]. [cit. 8. 9. 2014]. Dostupný na WWW: http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Green_rope_halter_knot. JPG? uselang=cs [6] SCHWEISS, Markus. wikipedie [online]. [cit. 8. 9. 2014]. Dostupný na WWW: http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Knotenblech 01. jpg [7] NEZNÁMÝ. wikipedie [online]. [cit. 8. 9. 2014]. Dostupný na WWW: http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: USMC-050824 -M-9176 H-003. jpg? uselang=cs [8] METROPOLITAN TRANSPORTATION AUTHORITY OF THE STATE OF NEW YORK. wikipedia. cz [online]. [cit. 8. 9. 2014]. Dostupný na WWW: http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: New_York_City_Transit_snow_removal_(11312238246). jpg? uselang=cs [9] LOMBROSO. wikipedia. cz [online]. [cit. 8. 9. 2014]. Dostupný na WWW: http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Studless_tire_2. jpg [10] LEONUDIO. wikipedia. cz [online]. [cit. 8. 9. 2014]. Dostupný na WWW: http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Tobog%C 3%A 1 n. JPG? uselang=cs [11] DSIGNER. wikipedia. cz [online]. [cit. 8. 9. 2014]. Dostupný na WWW: http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Jumbokurve_TS 1600. jpg? uselang=cs [12] KRÁL, Adam. wikipedie [online]. [cit. 8. 9. 2014]. Dostupný na WWW: http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Vodpor. jpg [13] GRAEME MAIN, Graeme Main. wikipedie [online]. [cit. 8. ¨ 9. 2014]. Dostupný na WWW: http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: The_Royal_Logistics_Corps_Enduro_team_race_round_the_track_at_Honda_Park_near_Antwerp_MOD_45148069. jpg? uselang=cs [14] GOßE, Torsten. wikipedie [online]. [cit. 8. 9. 2014]. Dostupný na WWW: http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Kugellager. jpg [15] PLUSMINUS. wikipedie [online]. [cit. 8. 9. 2014]. Dostupný na WWW: http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Ball. Bearing. gif [16] 4 C. wikipedie [online]. [cit. 8. 9. 2014]. Dostupný na WWW: http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Rownia_tarcie. svg SVOBODA, Emanuel a kol. Přehled středoškolské fyziky. Praha: SPN, 1990, ISBN 80 -04 -22435 -0 NAHODIL, Josef. Fyzika v běžném životě. Praha: Prometheus, s. r. o. , 1996, ISBN 80 -7196 -005 -5.