Schaden und Nutzen der Reibungskraft: Gleit-, Ruhe- und Rollreibung. Reibung ist gut und schlecht

Reibung ist nicht immer schädlich. erheblich, und manchmal ist Reibung notwendig.

Die Vorteile von Reibung - Beispiele

Die Straße dreht das Auto

Wasserwiderstandskraft

In der Welt um uns herum gibt es viele physikalische Phänomene: Donner und Blitz, Regen und Hagel, elektrischer Strom, Reibung ... Der Reibung ist unser heutiger Bericht gewidmet. Warum entsteht Reibung, was beeinflusst sie, wovon hängt die Reibungskraft ab? Ist Reibung schließlich Freund oder Feind?

Was ist Reibungskraft?

Nachdem Sie ein wenig gelaufen sind, können Sie den vereisten Pfad zügig entlangfahren. Aber versuchen Sie es auf normalem Asphalt. Es lohnt sich jedoch nicht, es zu versuchen. Es wird nicht funktionieren. Eine sehr hohe Reibungskraft wird der Schuldige für Ihr Versagen sein. Aus dem gleichen Grund ist es schwierig, einen massiven Tisch oder beispielsweise ein Klavier zu bewegen.

An der Berührungsstelle zweier Körper findet immer eine Wechselwirkung statt, die die Bewegung eines Körpers auf der Oberfläche eines anderen verhindert. Es wird Reibung genannt. Und die Größe dieser Wechselwirkung ist die Reibungskraft.

Arten von Reibungskräften

Stellen wir uns vor, Sie müssen einen schweren Schrank bewegen. Deine Stärke ist eindeutig nicht genug. Lassen Sie uns die "Scherkraft" erhöhen. Gleichzeitig nimmt auch die Reibungskraft zu. sich ausruhen. Und es ist in die entgegengesetzte Richtung zur Bewegung des Schranks gerichtet. Schließlich „gewinnt“ die „Scherkraft“ und der Schrank beginnt sich zu bewegen. Jetzt kommt Reibung ins Spiel Unterhose. Aber sie ist geringer als die Haftreibungskraft und es ist viel einfacher, den Schrank weiter zu bewegen.

Man musste natürlich zusehen, wie 2-3 Leute ein schweres Auto mit plötzlich abgewürgtem Motor zur Seite rollen. Menschen, die ein Auto schieben, sind keine starken Männer, nur eine Reibungskraft wirkt auf die Räder des Autos rollen. Diese Art von Reibung tritt auf, wenn ein Körper über die Oberfläche eines anderen rollt. Rollen können eine Kugel, ein runder oder geschnittener Bleistift, Räder einer Eisenbahn usw. Diese Art der Reibung ist viel geringer als die Gleitreibungskraft. Daher ist es sehr einfach, schwere Möbel zu bewegen, wenn sie mit Rollen ausgestattet sind.

Aber in diesem Fall ist die Reibungskraft gegen die Bewegung des Körpers gerichtet, daher verringert sich die Geschwindigkeit des Körpers. Wäre da nicht seine "schädliche Natur", mit dem Fahrrad oder Rollerblades beschleunigt zu haben, könnte man die Fahrt endlos genießen. Aus dem gleichen Grund bewegt sich das Auto bei ausgeschaltetem Motor einige Zeit durch Trägheit und stoppt dann.

Denken Sie also daran, dass es 3 Arten von Reibungskräften gibt:

• Gleitreibung;
• Rollreibung;
• Reibung im Ruhezustand.

Die Geschwindigkeit, mit der sich die Geschwindigkeit ändert, wird als Beschleunigung bezeichnet. Da jedoch die Reibungskraft die Bewegung verlangsamt, hat diese Beschleunigung ein Minuszeichen. Es wird richtig sein zu sagen unter Reibungswirkung bewegt sich der Körper mit Verzögerung.

Was ist die Art der Reibung?

Betrachtet man die glatte Oberfläche eines polierten Tisches oder Eises durch eine Lupe (Lupe), dann sieht man winzige Ecken und Kanten, an denen sich der Körper festklammert, auf seiner Oberfläche rutscht oder rollt. Schließlich weist auch ein sich entlang dieser Oberflächen bewegender Körper ähnliche Vorsprünge auf.

An den Berührungspunkten kommen sich die Moleküle so nahe, dass sie beginnen, sich gegenseitig anzuziehen. Aber der Körper bewegt sich weiter, die Atome entfernen sich voneinander, die Bindungen zwischen ihnen brechen. Dadurch werden die von der Anziehung befreiten Atome in Schwingung versetzt. Ungefähr so ​​schwingt eine Feder, die von der Spannung befreit ist. Wir nehmen diese Schwingungen der Moleküle als Erwärmung wahr. Deshalb Reibung geht immer mit einer Temperaturerhöhung der Kontaktflächen einher.

Dies bedeutet, dass dieses Phänomen zwei Gründe hat:

• Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche von Kontaktkörpern;
• intermolekulare Anziehungskräfte.

Was bestimmt die Reibungskraft

Sie haben wahrscheinlich ein starkes Abbremsen des Schlittens bemerkt, wenn er in eine mit Sand bedeckte Fläche fährt. Und noch eine interessante Beobachtung: Wenn sich eine Person auf dem Schlitten befindet, wird sie nach dem Abstieg des Hügels in eine Richtung gehen. Und wenn zwei Freunde zusammen ausziehen, bleibt der Schlitten schneller stehen. Daher ist die Reibungskraft:

• abhängig vom Material der Kontaktflächen;
• außerdem nimmt die Reibung mit zunehmendem Körpergewicht zu;
• wirkt entgegen der Bewegung.

Die wunderbare Wissenschaft der Physik ist auch deshalb gut, weil sich viele Abhängigkeiten nicht nur in Worten, sondern auch in Form von Sonderzeichen (Formeln) ausdrücken lassen. Für die Reibungskraft sieht es so aus:

Ftr = kN wo:

Ftr - Reibungskraft.

k - Reibungskoeffizient, der die Abhängigkeit der Reibungskraft vom Material und der Reinheit seiner Verarbeitung widerspiegelt. Sagen wir, wenn das Metall auf dem Metall rollt, k = 0,18, wenn Sie auf Eis laufen, k = 0,02 (der Reibungskoeffizient ist immer kleiner als eins);

n ist die Kraft, die auf den Träger wirkt. Befindet sich der Körper auf einer horizontalen Fläche, ist diese Kraft gleich dem Körpergewicht. Bei einer schiefen Ebene ist es weniger Gewicht und hängt vom Neigungswinkel ab. Je steiler die Rutsche, desto einfacher ist das Abrutschen und desto länger können Sie fahren.

Nachdem wir die Reibungskraft des Schranks in Ruhe mit dieser Formel berechnet haben, werden wir herausfinden, welche Kraft aufgewendet werden muss, um ihn von seinem Platz zu bewegen.

Reibungskraftarbeit

Wirkt auf den Körper eine Kraft, unter deren Wirkung sich der Körper bewegt, dann wird immer Arbeit verrichtet. Die Arbeit der Reibungskraft hat ihre eigenen Eigenschaften: Schließlich verursacht sie keine Bewegung, sondern verhindert sie. Daher die Arbeit, die sie macht wird immer negativ sein, d.h. mit Minuszeichen, in welche Richtung sich der Körper auch bewegt.

Reibung ist Freund oder Feind

Reibungskräfte begleiten uns überall hin, bringen spürbaren Schaden und ... großen Nutzen. Stellen Sie sich vor, dass die Reibung verschwunden ist. Der erstaunte Betrachter würde sehen: wie Berge bröckeln, Bäume von selbst aus dem Boden gerissen werden, Orkanwinde und Meereswellen endlos das Land beherrschen. Alle Körper rutschen irgendwo nach unten, der Transport zerfällt in Einzelteile, da Bolzen ihre Funktion nicht ohne Reibung erfüllen, ein unsichtbarer Hässlicher würde alle Schnürsenkel und Knoten lösen, Möbel, die nicht von Reibungskräften gehalten werden, rutschen in die unterste Ecke des Raumes.

Versuchen wir wegzulaufen, uns vor diesem Chaos zu retten, aber ohne Reibung wir werden keinen Schritt machen können. Schließlich ist es die Reibung, die uns beim Gehen hilft, vom Boden abzustoßen. Jetzt ist klar, warum im Winter rutschige Straßen mit Sand bestreut werden….

Gleichzeitig ist Reibung manchmal sehr schädlich. Die Menschen haben gelernt, Reibung zu verringern und zu erhöhen, und ziehen daraus einen enormen Nutzen. Zum Beispiel wurden Räder erfunden, um schwere Lasten zu ziehen und Gleitreibung durch Rollen zu ersetzen, was viel weniger Gleitreibung bedeutet.

Denn ein Wälzkörper muss sich nicht wie bei Gleitkörpern an viele kleine Oberflächenunebenheiten klammern. Dann haben wir die Räder mit Reifen mit tiefem Profil (Protektoren) ausgestattet.

Ist Ihnen aufgefallen, dass alle Reifen aus Gummi und schwarz sind?

Es stellt sich heraus, dass Gummi die Räder gut auf der Straße hält, und die dem Gummi hinzugefügte Kohle verleiht ihm eine schwarze Farbe, die notwendige Steifigkeit und Festigkeit. Darüber hinaus können Sie den Bremsweg bei Unfällen auf der Straße messen. Tatsächlich hinterlässt der Gummi beim Bremsen einen deutlichen schwarzen Fleck.

Zur Reibungsminderung ggf. Schmieröle und trockenes Graphitfett verwenden. Eine bemerkenswerte Erfindung war die Entwicklung verschiedener Kugellagertypen. Sie kommen in den unterschiedlichsten Mechanismen vom Fahrrad bis zum neuesten Flugzeug zum Einsatz.

Gibt es Reibung in Flüssigkeiten?

Wenn der Körper im Wasser bewegungslos ist, gibt es keine Reibung am Wasser. Aber sobald er sich zu bewegen beginnt, entsteht Reibung, d.h. Wasser widersteht der Bewegung von Körpern darin.

Dies bedeutet, dass das Ufer, das Reibung erzeugt, das Wasser "verlangsamt". Und da die Reibung des Wassers an der Küste seine Geschwindigkeit verringert, sollte man nicht mitten im Fluss schwimmen, da die Strömung dort viel stärker ist. Fische und Meerestiere sind so geformt, dass die Reibung ihres Körpers am Wasser minimal ist.

Die Designer verleihen U-Booten die gleiche Stromlinienform.

Unsere Bekanntschaft mit anderen Naturphänomenen wird fortgesetzt. Bis zum nächsten Mal, Freunde!

Wenn diese Nachricht für Sie nützlich ist, ist es schön, Sie zu sehen.

Die Reibungskraft ist immer förderlich für jede Bewegung. Sie entsteht durch direkten Kontakt von Körpern und ist immer entlang der Kontaktfläche gerichtet. Die Reibungskraft ist immer förderlich für jede Bewegung. Es entsteht durch direkten Kontakt von Körpern und ist immer entlang der Kontaktfläche gerichtet

Reibung ist sowohl in der Natur als auch in der Technik von großer Bedeutung. Reibung ist sowohl in der Natur als auch in der Technik von großer Bedeutung. Reibung kann sein: Reibung kann sein: 1. NÜTZLICH 1. NÜTZLICH 2. SCHÄDLICH 2. SCHÄDLICH

Beispiele für Reibung im Alltag eines Menschen: ein Mensch: Ohne Ruhereibung könnten weder Menschen noch Tiere auf dem Boden laufen, da wir beim Gehen unsere Füße vom Boden abstoßen. Wenn die Reibung zwischen der Schuhsohle und dem Boden (oder Eis) gering ist, beispielsweise bei Eis, ist es sehr schwierig, sich vom Boden abzustoßen, während die Füße rutschen. Um ein Abrutschen der Füße zu verhindern, werden die Gehwege mit Sand bestreut. Dadurch wird die Reibung zwischen Schuhsohle und Eis erhöht.

Ohne Reibung würden Ihnen Gegenstände aus den Händen rutschen. Die Reibungskraft stoppt das Auto beim Bremsen, aber ohne Reibung im Ruhezustand könnte es die Bewegung der Reifen am Auto mit gerippten Vorsprüngen nicht starten. Im Winter, wenn die Straße besonders rutschig ist, wird sie mit Sand bestreut und vom Eis befreit. Ohne Reibung würden Ihnen Gegenstände aus den Händen rutschen. Die Reibungskraft stoppt das Auto beim Bremsen, aber ohne Reibung im Ruhezustand könnte es die Bewegung der Reifen am Auto mit gerippten Vorsprüngen nicht starten. Im Winter, wenn die Straße besonders rutschig ist, wird sie mit Sand bestreut und vom Eis befreit. Ohne Reibung würden Ihnen Gegenstände aus den Händen rutschen. Die Reibungskraft stoppt das Auto beim Bremsen, aber ohne Reibung im Ruhezustand wäre es nicht in der Lage, sich zu bewegen. Durchdrehende Räder würden durchrutschen, und das Auto würde weiter still stehen, ins Schleudern geraten. die Oberfläche der Reifen am Auto ist mit gerippten Vorsprüngen versehen. Im Winter, wenn die Straße besonders rutschig ist, wird sie mit Sand bestreut und vom Eis befreit. Um die Reibung zu erhöhen,

Schädliche Reibung: Wir haben aber schon gesagt, dass Reibung in vielen Fällen schädlich ist und bekämpft werden muss. In allen Maschinen erwärmen sich beispielsweise bewegliche Teile und verschleißen durch Reibung. Um die Reibung zu reduzieren, werden die Kontaktflächen glatt gemacht, zwischen ihnen wird Fett eingebracht. Aber wir haben bereits gesagt, dass Reibung in vielen Fällen schädlich ist und behandelt werden muss. In allen Maschinen erwärmen sich beispielsweise bewegliche Teile und verschleißen durch Reibung. Um die Reibung zu reduzieren, werden die Kontaktflächen glatt gemacht, zwischen ihnen wird Fett eingebracht. Zur Reduzierung der Reibung Um die Reibung der rotierenden Wellen von Maschinen und Werkzeugmaschinen zu reduzieren, werden diese auf Lagern abgestützt. rotierenden Wellen von Maschinen und Werkzeugmaschinen werden sie auf Lagern gelagert.

Kugel- und Rollenlager: Wir wissen, dass die Rollreibung bei gleicher Belastung deutlich geringer ist als die Gleitreibung, und dieses Phänomen ist die Grundlage für den Einsatz von Kugel- und Rollenlagern. Bei solchen Lagern gleitet die rotierende Welle nicht auf der feststehenden Lagerschale, sondern rollt auf dieser auf Stahlkugeln oder -rollen ab. Bei Rotation der Welle rollt der Innenring auf zwischen den Ringen befindlichen Kugeln oder Rollen. Austausch von Gleitlagern bei Maschinen mit Kugel- oder Rollenlager reduzieren die Reibungskraft um das 2030-fache.

Kugel- und Rollenlager werden in einer Vielzahl von Maschinen verwendet: Autos, Drehmaschinen, Elektromotoren, Fahrräder usw. Lager sind aus der modernen Industrie und dem Verkehr nicht wegzudenken.

Reibung: schädlich, nützlich, neugierig

KOMMUNALE BILDUNGSEINRICHTUNG

"SHAKHOVSKAYA COLLEGE"

Physik abstrakt

Reibung: schädlich, nützlich, neugierig

Abgeschlossen von: Isaenko Nikolay

Schüler der 10. Klasse

Leiter: Korolev Yuri Alekseevich,

Physik Lehrer

Dorf Shakhovskaya 2013

1. Einleitung

Hauptteil

1 Die Entwicklungsgeschichte der Reibungstheorie

2 Gleitreibung

3 Reibung im Ruhezustand

4 Rollreibung

5 Möglichkeiten, Reibung zu reduzieren

6 Schädliche und nützliche Reibung

7 Eulersche Formel

8 Reibungskegel

9 Neugierige Reibung

10 Reibung im Leben von Pflanzen und Tieren

11 Eine Welt ohne Reibung

Abschluss

Referenzliste

1. Einleitung

In unserer Zeit sind Kenntnisse der Grundlagen der Physik für jeden notwendig, um eine richtige Vorstellung von der Umwelt zu haben. Unter allen Studienfächern ist Physik eines der Fächer, die bei mir großes Interesse wecken. Ich möchte mein Wissen in dieser schwierigen, aber spannenden Wissenschaft verbessern und verbessern. Die abstrakte Tätigkeit in Bildung und Forschung bietet mir eine solche Gelegenheit.

Reibung, obwohl in Klasse 7 studiert, bleibt eines der schwierigsten Themen in den Naturwissenschaften. In dieser Arbeit beschreibe ich die Arten von Reibung und die Gründe für jede von ihnen.

Die Studie sammelte Daten zu neuen Entdeckungen in diesem Bereich und zur Anwendung dieser Entdeckungen. Von besonderem Interesse ist der Abschnitt "Reibung in der belebten Natur". Wie weise ist in unserer Welt alles arrangiert! Jedes Tier nutzt die Reibungskraft, um sich schneller zu bewegen und die Beute fester zu halten. Gleichzeitig wird ein wichtiges Problem seiner Regulierung gelöst. Reibung ist schließlich nicht immer unser Helfer, in vielen Fällen müssen wir dagegen ankämpfen. Zu allen Abschnitten der vorgestellten Arbeit wurde viel interessantes Material gesammelt.

Reibung findet man buchstäblich bei jedem Schritt, ohne sie kann man keinen Schritt machen. Ich halte einen Stift in der Hand - Reibung, alle möglichen Gegenstände stehen auf dem Tisch, rutschen nicht - Reibung; Nägel halten ein Regal mit Büchern, kriechen nicht aus der Wand - Reibung. Wohin auch immer Sie Ihren Blick richten, überall gibt es Reibung, Reibung, Reibung ...

Reibung wird gescholten, wenn sie die Bewegung behindert, gelobt, wenn Reibung die Bewegung fördert. Sie sind 400 Jahre lang (seit ihrer Entdeckung) an Reibung gewöhnt, erhöhen oder verringern sie bei Bedarf und wundern sich nicht über die Tatsache, dass Reibung überall und überall in allen Naturphänomenen existiert.

Warum ist es einfacher, mit Taschen in der Hand auf einer rutschigen Straße zu gehen? Warum erklingt eine Geigensaite, wenn sie darauf gestrichen wird? Schließlich bewegt sich der Bogen und die Schwingungen der Saite sind periodisch. Warum laufen Sprinter in Spikes und Steher in weichen Schuhen (oder sogar barfuß!)? Trockenseife rutscht nicht aus trockenen Händen und Nassseife rutscht oft nicht aus nassen Händen. Wieso den?

Auf all diese und viele andere wichtige Fragen rund um die Bewegung von Körpern geben die Reibungsgesetze Antworten.

In meiner Arbeit werde ich versuchen, die Ursachen von Reibungen zu verstehen und sie zu ändern. Meine Hauptaufgabe ist es, die Geheimnisse der Reibungskraft zu lüften, die uns aus der Kindheit bekannt sind.

2. Hauptteil

2 .1 Die Entwicklungsgeschichte der Reibungstheorie

Die ersten Versuche, die Natur der Reibung zu verstehen, wurden von Aristoteles gemacht). Aufgrund der beobachteten Tatsachen stellte er fest, dass jede, auch gleichförmige Bewegung realer Körper in der horizontalen Ebene immer auf einen äußeren Widerstand stößt, und dieser Widerstand hängt vom Gewicht des Körpers ab.

Galileis Entdeckung des Trägheitsgesetzes und des Konzepts der Körpermasse Ende des 16. die auch bei konstanter Geschwindigkeit existiert und durch äußere Reibungskräfte verursacht wird.

Leonardo da Vinci leistete einen wesentlichen Beitrag zur Erforschung der Reibungsursachen. Er begründete die Unmöglichkeit, ein Perpetuum Mobile zu schaffen, als einen der Gründe für die Reibung. Leonardo da Vinci führte als erster das Konzept des Reibungskoeffizienten ein, zeigte, dass die Reibungskraft vom Material der Kontaktflächen, von der Qualität ihrer Verarbeitung abhängt, direkt proportional zur Belastung ist und durch den Einbau von Rollen reduziert werden kann oder Einbringen von Schmiermittel zwischen die Reibflächen. Er ist der Erfinder der Wälz- und Kugellager.

Die ersten uns bekannten Reibungsstudien wurden vor etwa 500 Jahren von Leonardo da Vinci durchgeführt. Er maß die Reibungskraft, die auf die auf dem Brett gleitenden Holzquader wirkt, und bestimmte die Abhängigkeit der Reibungskraft von der Auflagefläche, indem er die Stäbe an verschiedenen Seiten platzierte. Bekannt wurden die Werke von Leonardo da Vinci jedoch, nachdem im 17.-18. Jahrhundert die klassischen Reibungsgesetze von den französischen Wissenschaftlern Amonton und Coulomb wiederentdeckt wurden.

Der Franzose Amonton (Abb. 1) formulierte 1699 als erster das berühmte empirische Gesetz der linearen Abhängigkeit der Reibungskraft von der Last:

Reis. 1. Amonton Guillaume.

wobei µ der Reibungskoeffizient ist, die Belastung senkrecht zur Reibungsebene.

Die von Amonton geäußerte Idee, die Natur der Reibung zu erklären, wie das Heben eines Körpers über die Unebenheit eines anderen, wurde bis zum Ende des 18. Jahrhunderts von vielen prominenten Wissenschaftlern geteilt.

L. Euler spielte eine wichtige Rolle bei der Weiterentwicklung des Reibungsbegriffs (Abb. 2), der als erster (1750) überzeugend darlegte, warum der Widerstand beim Übergang vom Ruhezustand in den Relativbewegung ist bei gleichen Bedingungen immer größer als der Gleitwiderstand.

Reis. 2. Leonard Euler.

Der große französische Wissenschaftler Charles Coulomb gilt zu Recht als Begründer der Reibungswissenschaft (Abb. 3).

Reis. 3. Charles-Anhänger.

In seiner Arbeit "Theory of Simple Machines" (1781) behandelte er die Hauptaspekte der Reibung: Rutschfestigkeit, Rollwiderstand und Losbrechfestigkeit. Der Anhänger hat als erster verstanden, dass Reibung durch viele Faktoren verursacht wird (Belastung, Gleitgeschwindigkeit, Material der reibenden Teile, Rauhigkeit der Oberflächen usw.). Coulomb untersuchte die Rollreibung und leitete als erster eine Rollwiderstandsformel ab:

wobei k der Rollreibungskoeffizient ist, der die Dimension der Länge hat;

P ist das Gewicht eines frei rollenden Zylinders mit Radius R.

Diese klassische Formel wird noch heute verwendet, obwohl zahlreiche Versuche unternommen wurden, sie zu widerlegen. Trotz des grundlegenden Beitrags von Coulomb zur Reibungstheorie ignorierte er die energetischen und thermischen Aspekte dieses Phänomens, ohne die es unmöglich ist, den Reibungsmechanismus zu verstehen.

Der erste Wissenschaftler, der bewies, dass mechanische Energie bei Reibung nicht verschwindet, sondern in Wärme umgewandelt wird, war der Engländer Benjamin Thompson (Abb. 4).

Beim Bohren von Kanonenrohren kam er zu dem Schluss, dass eine starke Erwärmung von Werkstücken eine direkte Folge der Umwandlung der dem Bohrer zugeführten mechanischen Energie in thermische Energie durch starke Reibung des Werkzeugs am Metall ist.

Reis. 4. Benjamin Thompson.

Hier sind also die klassischen Reibungsgesetze, die von den französischen Wissenschaftlern Amonton und Coulomb im 17. - 18. Jahrhundert entdeckt wurden:

Die Größe der Reibungskraft F ist direkt proportional zur Größe der Normaldruckkraft N des Körpers auf die Oberfläche, entlang der sich der Körper bewegt, d.h.

Die Reibungskraft hängt nicht von der Kontaktfläche zwischen den Oberflächen ab;

Der Reibungskoeffizient hängt von den Eigenschaften der Reibflächen ab;

Die Reibungskraft hängt nicht von der Geschwindigkeit der Körperbewegung ab.

Weitere Beiträge zu den energetischen Aspekten der Reibungstheorie lieferten Mayer (1842), Joule (1843), Helmholtz (1847). Gleichzeitig (Mitte des 19. Jahrhunderts) wurden die ersten Annahmen über die Adhäsion der Reibung (Adhäsion - Adhäsion, Adhäsion der Oberflächen von aneinander gepressten Körpern) gemacht. Die Untersuchung der Rolle von Klebeverbindungen bei der Reibung wurde in den 30-40er Jahren des 20. Jahrhunderts in verschiedenen physikalischen Reibungstheorien weiterentwickelt. (Sowjetwissenschaftler V. D. Kuznetsov, B. V. Deryagin, Engländer D. A. Tomlinson usw.). Im Laufe der Jahre wurden verschiedene Hypothesen und Reibungsmodelle entwickelt und begründet. Es stellte sich jedoch heraus, dass ein komplexes und superkomplexes System (Phänomen) in gewissem Sinne zu erkennen bedeutet, es unter Beibehaltung aller notwendigen und ausreichenden Faktoren vernünftig zu vereinfachen.

Eine solche herausragende Vereinfachung war das Modell der diskreten Kontaktierung von Festkörpern unter Reibung und die Hypothese der dualen Natur des Reibungskontakts von Festkörpern. In den 50-60er Jahren des XX Jahrhunderts. NS. Kragelsky, F. Bowden und D. Tabor, auf der Grundlage dieses Modells wurde die moderne molekularmechanische Reibungstheorie erstellt. Das bisher wichtigste Ergebnis der Entwicklung dieser Theorie ist ein klares Bild der Reibungs- und Verschleißprozesse von Festkörpern, das physikalische (auch mechanische) und chemische Begleiterscheinungen umfasst.

Betrachten wir drei Arten von Reibung: Gleitreibung, Haftreibung, Rollreibung.

.2 Gleitreibung

Beginnen wir mit der Gleitreibung. Was ist Gleitreibung? Gleitreibung ist eine Kraft, die aus der translatorischen Bewegung eines der sich berührenden Körper relativ zum anderen entsteht und auf diesen Körper in entgegengesetzter Richtung zur Bewegung wirkt (Abb. 5).

Reis. 5. Gleitreibung.

Reibung ist eine Folge vieler Ursachen, aber die wichtigsten sind zwei.

Erstens sind die Oberflächen von Körpern immer uneben, und die Kerben einer Oberfläche haften an der Rauheit der anderen (Abb. 6) Dies ist die sogenannte geometrische Reibung. (Selbst glattste Oberflächen erscheinen unter dem Mikroskop rau, mit Vertiefungen und Vorsprüngen.)

Reis. 6. Geometrische Reibung.

Zum anderen stehen die Reibkörper in sehr engem Kontakt miteinander (Abb. 7), und ihre Bewegung wird durch die Wechselwirkung der Moleküle (Molekularreibung) beeinflusst.

Reis. 7. Molekulare Reibung.

Daher kann die Formel für die Reibungskraft wie folgt geschrieben werden: F = N + S.

In dieser Formel ? und ? - konstante Koeffizienten, N ist die normale Druckkraft und S ist die Kontaktfläche der Reibkörper. Da die Kontaktfläche nicht sehr klein ist, sind die Verformungen der Kontaktierungskörper vernachlässigbar.

Die obige Formel ist komplex, und daher verwenden Ingenieure bei ihren Berechnungen eine einfachere Formel:

Es liest sich so: Die Reibungskraft ist proportional zur Kraft des Normaldrucks. Der Proportionalitätskoeffizient µ wird als Reibungskoeffizient bezeichnet.

Das Gesetz F = µN wird falsch, wenn die Kraft des Normaldrucks oder die Bewegungsgeschwindigkeit groß ist. In diesem Fall wird zu viel Wärme erzeugt, was sich auf die Reibung auswirkt.

Reibung wird durch zwei Gründe erklärt: Unregelmäßigkeiten der reibenden Oberflächen von Körpern und molekulare Wechselwirkungen zwischen ihnen. Gehen wir über die Grenzen der Mechanik hinaus, so ist zu sagen, dass die Reibungskräfte elektromagnetischen Ursprungs sind, ebenso wie die elastischen Kräfte. Jede der beiden oben genannten Reibungsursachen äußert sich in unterschiedlichen Fällen in unterschiedlichem Ausmaß. Wenn beispielsweise die Kontaktflächen von festen Reibkörpern erhebliche Unregelmäßigkeiten aufweisen, wird der Hauptterm der hier auftretenden Reibungskraft genau auf diesen Umstand zurückzuführen sein, d.h. Unebenheiten, Rauhigkeit der Oberflächen von Reibkörpern.

Sind die Kontaktflächen fester Reibkörper perfekt poliert und glatt, so wird der Hauptterm der dabei auftretenden Reibkraft durch die molekulare Adhäsion zwischen den Reibflächen der Körper bestimmt.

2.3 Restreibung

Trockenreibung hat ein weiteres wesentliches Merkmal: das Vorhandensein von Haftreibung. In einer Flüssigkeit oder einem Gas entsteht Reibung nur, wenn sich der Körper bewegt, und der Körper kann auch mit einer sehr geringen Kraft bewegt werden. Bei trockener Reibung beginnt sich der Körper jedoch erst zu bewegen, wenn die Projektion der auf ihn aufgebrachten Kraft F auf die Tangente an die Oberfläche, auf der der Körper liegt, größer wird als ein bestimmter Wert (Abb. 8). Bis der Körper zu gleiten beginnt, ist die auf ihn einwirkende Reibungskraft gleich der Tangentialkomponente der aufgebrachten Kraft und in die entgegengesetzte Richtung gerichtet.

Reis. 8. Reibung im Ruhezustand.

Versuchen Sie, das Buch auf dem Tisch zu verschieben. Dies wird einige Anstrengungen erfordern. Und wenn Sie zu leicht auf das Buch drücken, bewegt es sich nicht. Die Reibungskraft zwischen dem unteren Buchdeckel und dem Tisch verhindert ein Verschieben. Diese Reibungskraft verhindert, dass sich Feststoffe bewegen. Daher wird sie als Haftreibungskraft bezeichnet. Egal auf welcher Seite Sie auf das Buch drücken, die ruhende Reibungskraft verhindert ein Verrutschen des Buches. Die Haftreibungskraft ist immer gegen die Richtung der „Scherkraft“ gerichtet (Abb. 9)

Reis. 9. Reibung im Ruhezustand verhindert ein Verrutschen.

Die Ruhereibungskraft ist also immer gleich groß wie die äußere Kraft, die auf den Körper einwirkt, und ist in die entgegengesetzte Richtung gerichtet. Je größer die Kraft, die im Ruhezustand auf den Körper ausgeübt wird, desto größer ist die Haftreibungskraft! Es gibt eine maximale Haftreibungskraft, bei deren Überschreitung wir bemerken, dass sich der Körper von seinem Platz entfernt hat (Abb. 10).

Reis. 10. Maximale Haftreibungskraft.

Um den Körper von seinem Platz zu bewegen, muss eine größere Kraft auf ihn ausgeübt werden, als den Körper zu ziehen, d.h. die maximale Haftreibungskraft ist größer als die Gleitreibungskraft.

In vielen Fällen kann jedoch die maximale Haftreibungskraft ungefähr gleich der Gleitreibungskraft angesehen werden Dieses Modell der Trockenreibungskraft wird verwendet, um viele einfache physikalische Probleme zu lösen.

2.4 Rollreibung

Schauen wir uns die dritte Art der Reibung an. Das ist Rollreibung. Die Rollreibungskraft ist definiert als die Kraft, die zum gleichmäßigen geradlinigen Rollen eines Körpers in einer horizontalen Ebene erforderlich ist. Erfahrungsgemäß berechnet sich die Rollreibkraft nach der Formel:

wobei F die Rollreibungskraft ist; k der Rollreibungskoeffizient ist; P ist die Druckkraft des Wälzkörpers auf den Träger und R ist der Radius des Wälzkörpers.

Es ist aus der Praxis offensichtlich, aus der Formel ist klar, dass die Unregelmäßigkeiten der Auflagefläche ihm gegenüber umso weniger hinderlich sind, je größer der Radius des Wälzkörpers ist.

Beachten Sie, dass der Rollreibungskoeffizient im Gegensatz zum Gleitreibungskoeffizienten ein benannter Wert ist und in Längeneinheiten (normalerweise in cm) ausgedrückt wird.

Rollreibung entsteht durch Verformungen.

Wir stellen das Rad auf die Straße, wenden die Schwerkraft G darauf, die Normalkraft N vom Straßenrand an und drücken mit der Kraft P auf die Radachse, um sie zu bewegen (Abb. 11).

Reis. 11. Krafteinwirkung auf ein auf die Straße gestelltes Rad.

Stört uns theoretisch irgendwas? Ja Nein! Es stellt sich heraus, dass es ein Paradoxon ist - es stellt sich heraus, dass es beim Rollen keinen Widerstand gibt? Beachten Sie jedoch, dass wir die Verformung des Rades überhaupt nicht berücksichtigt haben, es ist, als wäre es "absolut hart", härter als ein Diamant. Dann gibt es natürlich keinen Widerstand. Um die Rollreibung zu reduzieren, bestehen die Räder und die Straße daher aus sehr harten Materialien – natürlich nicht aus Diamant, sondern zum Beispiel aus Stahl. Eisenbahnräder haben einen um ein Vielfaches geringeren Widerstand als weichere Autoräder.

Was passiert mit dem "weichen" Rad, wenn es sich bewegt? Im Kontakt mit der Fahrbahn flacht sie etwas ab, und aufgrund der Hysterese (unelastische Verluste, die in jedem elastischen Körper bei seinen Verformungen immer vorhanden sind) verschiebt sich die Fahrbahndruckkraft N in der Bewegung leicht nach vorne (Abb. 12).

Reis. 12. "Weiches" Rad beim Fahren.

Es entstand also eine Kraftschulter a, die überwunden werden muss, und damit die Rollreibung! Je größer der Raddurchmesser und je härter es ist (auf einer harten Straße), desto weniger widersteht es dem Rollen.

Deshalb haben Geländewagen große Räder, während Züge und Straßenbahnen solche harten Räder haben. Leider kann sich ein Pkw weder das eine noch das andere leisten. Sind die Räder zu groß, wie zum Beispiel bei alten Fahrrädern, wird das Auto hässlich, kann sich kaum noch drehen, die Räder werden unnötig schwer. Nun, man kann sie auch nicht hart machen, sie schneiden den Asphalt wie eine entgleiste Straßenbahn, und wenn sie nicht schneiden, ist ein Schütteln unmöglich - weiche Reifen "dämpfen" Vibrationen von unebenen Straßen. Sie müssen also Kompromisse eingehen!

Aber in fast allen Fällen ist die Rollreibung geringer als die Gleitreibung. Trocken, wohlgemerkt. Bei der Flüssigkeitsreibung ist vieles anders. Daher versuchten sie seit der Antike, schwere Gegenstände auf Rollen und dann auf Rädern zu stellen. Schon die alten Ägypter taten es.

Wenden wir uns nun der Figur zu. Sie listet die verschiedenen Gleitreibungs- und Rollreibbeiwerte auf. Die Aufschrift „Stahl/Guss“ bedeutet: der Reibwert von Stahl auf Guss Beispiel: Ein Rad aus Stahl erfährt auf Holz einen größeren Rollwiderstand, Ein Rad aus Holz drückt sich praktisch nicht in massiven Stahl, daher ist der Rollwiderstand in diesem Fall fünfmal geringer als wenn ein Rad aus Stahl aufrollt ein Holzdeck.

Wenn Sie sich die Abbildung ansehen, finden Sie viele weitere Informationen zum Vergleich und zur Reflexion (Tabelle 1).

Tabelle 1.

Nicht jeder nimmt an Rennen teil, aber viele Leute müssen Auto, Motorrad oder Fahrrad fahren. Wie bremst man am besten, wenn sich ein Hindernis vor einem befindet?

Die folgende Grafik beantwortet die gestellte Frage (Abb. 14).

Reis. 14. Bremsen.

Bremst man durch Gleiten, festes Einspannen der Räder (der sogenannte Skid), dann ist der Bremsweg länger als beim Rollenbremsen (die Räder werden gebremst, drehen sich aber), die Geschwindigkeit sinkt aber zunächst stärker ab. Daher müssen Sie bei Kollisionsgefahr immer mit einer Rutsche bremsen. Es ist besser, mit geringerer Geschwindigkeit zu schlagen, da die Aufprallenergie proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit ist. In allen anderen Fällen muss durch Rollen gebremst werden: Der Bremsweg wird kürzer und die Reifen verschleißen weniger.

.5 Möglichkeiten zur Reibungsreduzierung

Reibungsgesetz Gleitrollen

Um die Wirkung von Trockenreibungskräften zwischen Oberflächen zu reduzieren, wird in der Technologie ein Schmiermittel (eine viskose Flüssigkeit, die eine dünne Schicht zwischen festen Oberflächen bildet) eingeführt.

Die Wirkung der Schmierung besteht darin, dass zwischen die Reibflächen eine viskose Flüssigkeitsschicht eingebracht wird, die alle Unebenheiten der Oberflächen ausfüllt und an ihnen haftend zwei Reibeflüssigkeitsschichten bildet (Abb. 15)

Reis. 15. Einfluss der Schmierung.

Anstelle der Reibung zwischen zwei festen Oberflächen während der Schmierung entsteht daher eine innere Flüssigkeitsreibung, die viel geringer ist als die äußere Reibung zweier fester Oberflächen. Die Verwendung von Schmierölen reduziert die Reibung um das 8-10-fache. Ein typisches Beispiel für die Bedeutung von Schmierung ist das Skaten. Durch die seitliche Krafteinwirkung des Skaters auf das Skatemesser schmilzt der Schnee und es tritt Wasser unter dem Skate auf, das nach dem Laufen des Skaters und Weglassen des Drucks wieder gefriert. In Mechanismen ist Wasser jedoch nicht zur Schmierung geeignet, da es aufgrund seiner geringen Viskosität aus dem Unregelmäßigkeitsspalt zwischen den Reibflächen herausgedrückt würde.

Alle Maschinen haben eines gemeinsam: In jeder dreht sich zwangsläufig etwas. Und überall gibt es ein untrennbares Paar - eine Achse und ihr Träger - ein Lager

Da die Kräfte der Rollreibung viel geringer sind als die Kräfte der Gleitreibung, werden in Maschinen und Mechanismen in den meisten Fällen Gleitlager durch Wälzlager ersetzt (Abb. 16).

Reis. 16. Lager.

Das Lager besteht aus zwei Ringen. Einer von ihnen - der innere - sitzt fest auf der Achse und dreht sich mit. Der andere, der Außenring, ist fest zwischen der Basis und dem Lagerdeckel eingelegt.

Diese Ringe - Clips haben gedrehte Rillen an den einander zugewandten Oberflächen. Zwischen den Clips befinden sich Stahlkugeln. Beim Verdrehen des Lagers rollen die Kugeln entlang der Nuten in den Käfigen.

Je besser die Oberflächen der Laufbahnen und Kugeln poliert sind, desto weniger Reibung. Damit die Kugeln nicht auf einen Haufen laufen, werden sie durch einen Separator getrennt. Separatoren bestehen meist aus Kunststoff, Stahl oder Bronze.

Beim Rotieren tritt in einem solchen Lager Rollreibung auf. Reibungsverluste in einem Kugellager sind 20-30 mal geringer als in einem Gleitlager! Wälzlager werden nicht nur mit Kugeln, sondern auch mit Rollen unterschiedlicher Form hergestellt. Ohne Wälzlager wären moderne Industrie und Verkehr nicht möglich gewesen.

Gegenwärtig wird ein solches Verfahren zum Verringern der Reibung beim Fahren von Fahrzeugen, wie beispielsweise ein Luftkissen, weit verbreitet verwendet.

Ein Luftpolster (Abb. 17) ist eine Druckluftschicht unter dem Fahrzeug, die es von der Wasser- oder Bodenoberfläche abhebt. Die Druckluftschicht wird durch Ventilatoren erzeugt. Die fehlende Reibung an der Oberfläche verringert den Bewegungswiderstand. Die Fähigkeit eines solchen Schiffes, sich über verschiedene Hindernisse an Land oder über Wellen auf dem Wasser zu bewegen, hängt von der Höhe des Anstiegs ab.

Reis. 17 Airbag.

Betriebsschema eines Schiffes mit Luftpolster: 1 - Propeller; 2 - Luftstrom; 3 - Lüfter; 4 - flexible Membran (Rock).

Die erste Idee eines solchen Hovercrafts wurde von K.E. Tsiolkovsky im Jahr 1927 in Luftwiderstand und Schnellzug. Dies ist ein radloser Express, der über eine Betonstraße rauscht, gestützt auf ein Luftkissen - eine Druckluftschicht.

2.6 Schädliche und nützliche Reibung

Reibung kann sowohl schädlich als auch nützlich sein.

Manchmal ist Reibung "schädlich"!

Reibung hemmt die Bewegung; Um alle Arten von Reibung zu überwinden, wird enorm viel wertvoller Kraftstoff verbraucht. Reibung verursacht Verschleiß an den Reibflächen: Sohlen, Autoreifen und Maschinenteile werden gelöscht. Sie versuchen, schädliche Reibung zu reduzieren.

Aber manchmal ist Reibung gut!

In einigen Fällen droht das Fehlen von Reibung mit großen Schwierigkeiten (zum Beispiel tritt das Bremsen von Autos nur aufgrund der Reibungskräfte auf, die zwischen den Belägen und der Trommel auftreten), sie versuchen, sie beispielsweise beim Gehen auf Eis zu erhöhen.

Auch im Alltag spielen Reibungskräfte sowohl eine positive als auch eine negative Rolle, und ihre Ausprägungen sind vielfältig. Die Befestigung von Teilen mit Nägeln, die Bewegung einer Person und eines Autos auf der Erdoberfläche basieren auf der Nutzung von Haftreibung. Man kann sich vorstellen, welche Schwierigkeiten beim Gehen entstehen würden, wenn es keine Haftreibungskräfte gäbe (zB bei Eis). Im Allgemeinen wäre es ohne Reibungskräfte unmöglich, einen Gegenstand in der Hand zu halten. In vielen Fällen ist die Rolle der Reibungskräfte dagegen negativ. Reibung zerstört im Laufe der Zeit bewegliche Teile. Je mehr Teile in einem Mechanismus enthalten, desto weniger haltbar ist er.

Es gibt jedoch Ausnahmen, wenn die Reibungskraft, auch wenn sie schädlich ist, das Objekt nicht beschädigt oder irgendwie stört. Eine solche Ausnahme ist die Sanduhr (Abb. 18).

Reis. 18. Sanduhr.

Reibung ist also in manchen Fällen sinnvoll und in anderen schädlich!

.7 Jules-Verne Strongman und Eulers Formel

Und wie kann man die Reibung um das 5, 10 ... 100-fache erhöhen? Es stellt sich heraus, dass dies auch möglich ist. Es ist lediglich erforderlich, einen reibenden Gegenstand gegen einen anderen zu wickeln, beispielsweise ein Seil auf einer Welle oder Stütze. Dies geschieht, wenn die Schiffe an den Docks befestigt sind und das Seil um die Poller gewickelt wird - Pfosten auf dem Dock. Die Wirkung des Wickelns auf die Reibungskraft ist erstaunlich!

Erinnern Sie sich an Jules Vernes starken Sportler Matiff? „Prächtiger Kopf, proportional zum gigantischen Wachstum; eine Truhe wie ein Schmiedfell; die Beine sind wie gute Baumstämme, die Arme sind echte Kräne. Mit Fäusten wie Hämmern ... ”Wahrscheinlich von den Heldentaten dieses starken Mannes, der im Roman “Mathias Standorf” beschrieben wurde, erinnern Sie sich an den erstaunlichen Vorfall mit dem Schiff “Trabokolo”, als unser Riese mit der Kraft mächtiger Hände den Abstieg eines gesamtes Schiff.

So erzählt der Romanautor dieses Kunststück:

„Das Schiff, das bereits von den seitlichen Stützen befreit war, war startbereit. Es genügte, die Festmacherleinen zu entfernen, damit das Schiff mit dem Sinkflug beginnen konnte. Unter dem Kiel des Schiffes waren bereits ein halbes Dutzend Zimmerleute beschäftigt. Die Zuschauer verfolgten die Aktion mit lebhafter Neugier. In diesem Moment tauchte, nachdem sie den Küstenvorsprung umrundet hatte, eine Vergnügungsyacht auf. Um in den Hafen einzulaufen, musste die Yacht vor der Werft, wo die Trabokolo vorbereitet wurde, passieren und sobald sie das Signal gab, um Unfälle zu vermeiden, musste der Abstieg verzögert werden, um unten zu landen nach der Einfahrt der Yacht in den Kanal wieder ins Geschäft. Wenn die Schiffe - eines steht quer, das andere mit hoher Geschwindigkeit - kollidieren, würde die Yacht sterben.

Die Arbeiter hörten auf zu hämmern. Alle Augen waren auf das anmutige Schiff gerichtet, dessen weiße Segel in den schrägen Sonnenstrahlen vergoldet schienen. Bald fand sich die Yacht direkt gegenüber der Werft wieder, wo Tausende von Neugierigen erstarrten. Plötzlich ertönte ein Schreckensschrei: "Trabokolo" schwankte und begann sich in diesem Moment zu bewegen. Als die Yacht Steuerbord zu ihm drehte! Beide Schiffe waren kollisionsbereit, es gab weder Zeit noch Gelegenheit, diese Kollision zu verhindern. "Trabokolo" rutschte schnell den Hang hinunter ... Weißer Rauch, der durch Reibung auftauchte, wirbelte vor seiner Nase herum, während das Heck bereits im Wasser der Bucht versunken war.

Plötzlich tauchte ein Mann auf, packte die Festmacher, die vorne am Trabokolo hingen, und versuchte, sie festzuhalten, indem er sich bis zum Boden beugte. In einer Minute wickelt er die Festmacherleinen an einem in den Boden gerammten Eisenrohr und hält das Seil bei Gefahr, gequetscht zu werden, mit übermenschlicher Kraft 10 Sekunden lang in den Händen. Schließlich reißt die Festmacherleine ab. Aber diese 10 Sekunden reichten: "Trabokolo", ins Wasser stürzend, berührte die Yacht nur leicht und stürmte vorwärts.

Die Yacht wurde gerettet. Was den Mann angeht, dem noch niemand Zeit hatte, zu Hilfe zu kommen – alles geschah so schnell und unerwartet – es war Matif!“

Die Mechanik lehrt, dass beim Gleiten eines auf einem Sockel aufgewickelten Seils die Reibungskraft einen großen Wert erreicht. Je größer die Umdrehungszahl des Seils, desto größer die Reibung; Die Regel der Reibungserhöhung lautet so, dass mit zunehmender Drehzahl in einer arithmetischen Folge die Reibung in einer geometrischen Folge zunimmt. Daher kann selbst ein schwaches Kind, das sich am freien Ende des Seils hält, das 3-4 Mal auf eine stationäre Welle gewickelt ist, eine enorme Kraft ausgleichen.

An den Kais der Flussdampfschiffe wenden Jugendliche diese Technik an, um Dampfer mit hundert Passagieren aufzuhalten, die sich den Kais nähern. Dabei hilft ihnen nicht die phänomenale Kraft ihrer Hände, sondern die Reibung des Seils am Pfahl.

Der berühmte Mathematiker des 18. Jahrhunderts, Euler, stellte die Abhängigkeit der Reibungskraft von der Anzahl der Seilumdrehungen um den Pfahl fest. Für diejenigen, die sich von der knappen Sprache algebraischer Ausdrücke nicht einschüchtern lassen, hier diese lehrreiche Euler-Formel:

Hier F 1ist die Kraft, gegen die sich unsere Anstrengung F richtet 0.Der Buchstabe e bezeichnet die Zahl 2,718 ... (Basis des natürlichen Logarithmus), µ ist der Reibungskoeffizient zwischen Seil und Sockel. Per Brief ? mit "Wickelwinkel" gekennzeichnet. Wenn das Seil zum Beispiel einmal um das Rohr gewickelt wird, dann ist der "Wickelwinkel" ?=2?== 2 × 3,14 = 6,28 Radiant.

Diese Formel wurde von dem großen Euler abgeleitet. Mit dieser Formel lässt sich bei Kenntnis des Reibungskoeffizienten leicht berechnen, dass Matifu, wenn er das Seil nur dreimal um das Rohr wickelt, die Seilspannung um das 500-fache reduzieren würde! Hier hätte ihn ein Kind halten können: selbst wenn das Schiff beim Verlassen der Helling mit der Kraft F . am Seil gezogen hätte 1= 50 kN, dann wären für Matif nur 100 N (10 kg) nötig.

2.8 Reibungskegel

Ein Körper mit Gewicht P bewege sich unter Einwirkung der Kraft T auf einer rauen Oberfläche. Einerseits lässt die Oberfläche den Körper nicht unter der Wirkung der Schwerkraft P herunterfallen. Andererseits stört die Oberfläche die freie Bewegung des Körpers unter Einwirkung der Kraft T. Somit wird auch die Reibungskraft F wie eine normale Reaktion durch die Oberfläche bewirkt, dh die Reibungskraft ist auch eine Reaktion. Die Normalreaktion und die Reibungskraft addieren sich zur Gesamtreaktion R, die um einen Winkel . von der Normalen abgelenkt wird ?. Dieser Winkel wird als Reibungswinkel bezeichnet. Mit Abb. es ist einfach, den Tangens des Reibungswinkels zu berechnen tg? = F / N = µN / N = µ , d. h. der Tangens des Reibungswinkels ist numerisch gleich dem Reibungskoeffizienten.

Stellen Sie sich nun vor, Sie drehen die volle Reaktion um die Flächennormale. In diesem Fall beschreibt die Kraft R einen Kegel, der als Reibkegel bezeichnet wird. Interessant ist, dass die vom Reibkegel begrenzte Fläche die Gleichgewichtsfläche für den Körper bestimmt: Wenn die Kraft im Inneren des Reibkegels auf den Körper einwirkt, wird der Körper nicht bewegt, egal wie groß; wirkt eine Kraft auf einen Körper außerhalb des Reibkegels, so verschiebt sie den noch so kleinen Körper (Abb. 19).

Reis. 19. Reibungskegel.

Sehen wir uns an, warum dies geschieht (Abb. 20).

Reis. 20. Reibungskegel.

Wirkt die Kraft Q innerhalb des Reibkegels, dann ist die Querkraft Q 1=Qsin? ... Berechnen wir die Reibungskraft:

F = µN = µ Qcos? = Qcos?Tg? .

Sicherheitsfaktor F-Q 1= Q( weil? tg? -Sünde ?) = Qsin ( ?-?)/weil? ... Somit ist der Sicherheitsfaktor proportional zu Q, da sin ( ?-?)/weil? - konstanter Wert. Je größer die Q-Kraft, desto größer die Haltekraft F-Q1 .

Deshalb müssen Sie wissen, wie man einen Reibkegel baut.

In München stürzte einmal eine Brücke ein, und es war kein Orkan, kein Soldatenregiment im Bein, sondern ... ein Reibkegel schuld daran.

Diese Brücke wurde an einem Ende mit einem Scharnier befestigt und am anderen Ende auf die Rollen gelegt (Abb. 21). Die Brücke wird immer so befestigt, dass sie sich nicht durch Temperaturschwankungen verzieht. Das Scharnier wurde mit einer Paste gefüllt, um Korrosion zu verhindern. An einem heißen Sommertag schmolz die Pasta und ihre Viskosität nahm ab. Die Art der Reibung hat sich geändert - sie hat auch abgenommen. Der Reibkegel hat sich verengt und die Druckkraft auf den Träger ist über den Kegel hinausgegangen.

Reis. 21. Brücke in München.

Das Gleichgewicht war gebrochen und die Brücke stürzte ein. Ingenieure müssen oft einen Reibungskegel konstruieren, um festzustellen, ob eine bestimmte Konstruktion im Gleichgewicht ist oder nicht. Doch nicht nur Ingenieure beschäftigen sich mit dem Reibkegel. Jeder von uns ist täglich mit diesem physikalischen Phänomen konfrontiert.

Um in einem überfüllten Bus oder Trolleybus zum Ausgang zu gelangen, muss man sich wie eine Schlange winden. Wir tun dies unbewusst, ohne daran zu denken, dass wir auf diese Weise an den Berührungspunkten mit anderen Passagieren aus den Reibungskegeln herauskommen.

Ob wir skaten, zur Arbeit gehen oder eine Seite in einem Buch umblättern, überall sind wir mit Reibung und insbesondere mit einem Reibungskegel konfrontiert.

2.9 Neugierige Reibung

Viele interessante Dinge und Ereignisse sind mit Reibungen verbunden. Ich möchte Ihnen von einigen davon erzählen. Ende des letzten Jahrhunderts schickte der englische Industrielle Harvey Muster neuer Panzerplatten nach Russland, um Schiffe zu schützen. Bei Tests brachen die Granaten schwerer Waffen, anstatt die Platten zu brechen, gegen die Panzerung, ohne das zu beschädigen, was sich dahinter verbergen könnte. Aber die Russen baten darum, die Tests zu wiederholen. Und die Granaten begannen, die Panzerplatten zu brechen (und später Löcher in sie zu schlagen, Abb. 22).

Reis. 22. Ein Projektil, das Panzerplatten durchdringt.

Die Schalen wurden nun mit speziellen Weichstahlkappen versehen. Die Kappe wurde abgeflacht, geschmolzen und verhinderte zum einen das Splittern des Geschosses, zum anderen diente sie als eine Art Schmiermittel beim Durchtritt durch die Panzerplatte.

Der Erfinder der Mütze war der russische Wissenschaftler und Seemann Admiral Makarov.

Um Feuer zu machen, nahm man einmal einen scharfen Holzstab, legte ihn auf einen Holzklotz und drehte ihn schnell (Abb. 23). Mit ausreichender Beharrlichkeit trat nach einiger Zeit Rauch anstelle von Reibung, Schwelen und Entzünden des gebildeten Sägemehls auf, und zum Beispiel begann trockenes Moos zu brennen. Häufige Misserfolge bei der Feuerentnahme durch Reiben von Holz auf Holz waren auf unzureichende Trockenheit des Holzes zurückzuführen.

Reis. 23. Extraktion von Feuer.

Es ist genau bekannt, dass diese Methode sowohl von den Australiern als auch von den Indianern Südamerikas angewendet wurde. Bei dieser Methode der Feuererzeugung ersetzte oft eine Person die andere, aber die Rotation hörte nicht auf, bis sie erfolgreich waren.

Sie können diese Methode ein wenig modifizieren, indem Sie einen kleinen Bogen verwenden und die Schnur um einen sich drehenden Stab wickeln.

Eine andere Möglichkeit, Feuer zu machen, ist das Zünden von Funken, und es kommt auch mit Training! Sie können Feuer erhalten, indem Sie mit einem Metallgegenstand, zum Beispiel einem Messer, auf einen harten Stein schlagen. Ein solches Gerät zur Feuerentnahme existiert seit der Antike und wurde später als "Feuerstein" bekannt (Abb. 24).

Reis. 24. Feuer.

Feuer ist ein Gerät zur Erzeugung von Feuer, das vor dem Erscheinen von Streichhölzern weit verbreitet ist. Es besteht aus Kresal, "Feuerstein" und Zunder. Ein Funkenbündel, das beim Auftreffen des Feuersteins auf den Stuhl geschnitzt wird, entzündet den Zunder.

Kresalo (von dem Wort "Schnitt") ist ein Stahlstreifen mit einer Kerbe, die zum Abbrechen kleiner Partikel aus Feuerstein erforderlich ist. Dabei steigt die Temperatur auf 900-1100 °C und die erhitzten Partikel entzünden sich. Es ist, als würde man einen Stahlgegenstand auf einem Wetzstein schleifen, wenn um ihn herum Funken erzeugt werden.

Anschließend verwandelte sich der Stuhl in ein Kerbrad, das zunächst in Schusswaffen und dann in einem Feuerzeug seine Anwendung fand (Abb. 25).

Reis. 25. Ein gerändeltes Rad, das in einem Feuerzeug verwendet wird.

Und die ersten Streichhölzer wurden 1830 vom 19-jährigen französischen Chemiker Charles Soria erfunden. Es waren Phosphorstreichhölzer. Diese Streichhölzer fingen sogar durch gegenseitige Reibung in der Schachtel und beim Reiben an einer harten Oberfläche, zum Beispiel einer Stiefelsohle, Feuer. Diese Streichhölzer waren geruchlos, aber ungesund, da weißer Phosphor sehr giftig ist.

1855 begann der schwedische Chemiker Lundström, harmlosen roten Phosphor zur Herstellung von Streichhölzern zu verwenden. Solche Streichhölzer ließen sich leicht auf einer vorbereiteten Oberfläche entzünden und entzündeten sich praktisch nicht spontan. Das erste "Schwedenmatch" von Lundstrem hat sich fast bis heute erhalten (Abb. 26).

Reis. 26. "Schwedisches Spiel".

Für den Sockel des Denkmals für Peter den Großen in St. Petersburg wurde ein monolithischer Granitblock mit einem Gewicht von 80 Tausend Pud verwendet.

Dieser Block wurde von einem lokalen Bauern Vishnyakov entdeckt. Der Klumpen wurde Donnerstein genannt, weil er einst von einem Blitz getroffen wurde und einen großen Splitter abprallte.Sie brachten ihn von der Küste des Finnischen Meerbusens aus dem Dorf Lahti nach St. Petersburg. Wie konnten die Menschen im 18. Jahrhundert ohne leistungsstarke Traktoren oder Kräne ein solches Wunder vollbringen? Donnerstein reiste etwa 9 km auf dem Landweg und wurde dann auf Flößen entlang der Newa nach St. Petersburg gebracht. Dieses Ereignis wurde mit einer besonderen Medaille gekennzeichnet, auf der die Inschrift eingraviert war: "Wie gewagt, 1770". Ganz Europa sprach nur von dieser beispiellosen Operation, die sich seit dem Transport ägyptischer Monumente ins antike Rom nicht wiederholt hat.

Wie wurde das gemacht?

Ein beispielloses Projekt für die Bewegung des Donnersteins wurde von einem Schmied von Staatsmännern gegeben, der leider unbekannt blieb. Er schlug vor, den Stein auf speziell gegossenen Bronzekugeln zu rollen, die in einer Rutsche eingeschlossen sind. Die Schlitten waren große Baumstämme mit längs eingeritzten Rillen, die innen mit Kupfer ausgekleidet waren (Abb. 27).

Abb. 27. Thunderstone-Bewegung.

Der Granitblock wurde auf eine Plattform aus mehreren Reihen dicht gepackter Baumstämme gelegt, unter denen sich Rutschen mit Kugeln befanden. Die Bauern, die mit Hilfe von Seilen und Toren aus den nächsten Dörfern vertrieben wurden, brachten den Stein ans Ufer. Mehrere Männer mussten die Kugeln die ganze Zeit mit Rindertalg einfetten und nach vorne schieben. Auf diese Weise reiste Donnerstein 120 Tage lang.

Nach St. Petersburg geliefert und von Steinmetzmeistern bearbeitet, wurde es zu einem hervorragenden Sockel des Petersdenkmals (Abb. 29).

Reis. 30. Denkmal für Peter I.

Amerikanische Astronauten, Mitglieder der Apollo-12-Crew, Ch. Konrad und A. Bean, sagten, dass es leicht sei, auf dem Mond zu gehen, aber sie verloren oft das Gleichgewicht, da man selbst mit einer leichten Vorbeugung fallen könnte. Die Stabilität des Gehens einer Person wird durch die Reibungskraft zwischen der Schuhsohle und dem Boden bestimmt. Da die Schwerkraft auf dem Mond sechsmal geringer ist als auf der Erde, nimmt auch die Reibungskraft sechsmal ab und die Muskelkraft ist dieselbe wie auf der Erde. Es ist, als wäre man auf der Erde sechsmal stärker. Das Gehen wird sofort zum Springen und die Stabilität geht verloren (Abb. 31).

Reis. 31. Astronaut auf dem Mond.

2.10 Reibung im Leben von Pflanzen und Tieren

Reibung spielt im Leben vieler Pflanzen eine positive Rolle. So können sich zum Beispiel Weinreben, Hopfen, Erbsen, Bohnen und andere Kletterpflanzen durch Reibung an nahegelegene Stützen klammern, sich daran festhalten und zum Licht ziehen (Abb. 32). Es gibt ziemlich viel Reibung zwischen der Stütze und dem Vorbau, weil die Stiele wickeln sich viele Male um die Stützen und haften sehr fest daran.

Bei Pflanzen mit Wurzeln wie Karotten, Rüben, Steckrüben hilft die Reibungskraft gegen den Boden, sie im Boden zu halten. Mit dem Wachstum der Hackfrucht nimmt der Druck der umgebenden Erde darauf zu, wodurch auch die Reibungskraft zunimmt. Deshalb ist es so schwierig, eine große Rübe, Rettich oder Rübe aus dem Boden zu holen (Abb. 33).

Bei Pflanzen wie Kletten hilft Reibung dabei, Samen zu verbreiten, die Stacheln mit kleinen Haken an den Enden haben. Diese Stacheln fangen das Fell von Tieren ein und bewegen sich mit ihnen. Erbsenkerne, Nüsse bewegen sich aufgrund ihrer Kugelform und der geringen Rollreibung leicht von selbst.

Die Organismen vieler Lebewesen haben sich an Reibung angepasst, gelernt, sie zu verringern oder zu erhöhen. Der Körper der Fische ist stromlinienförmig und mit Schleim bedeckt, wodurch sie beim Schwimmen eine hohe Geschwindigkeit entwickeln können. Die borstige Decke von Walrossen, Robben, Seelöwen hilft ihnen, sich auf Land und Eisschollen fortzubewegen.

Bei Tieren und Menschen berühren sich die Knochen, die das Gelenk bilden, nicht; sie sind mit Gelenkknorpel bedeckt, der als Puffer zwischen den knöchernen Oberflächen fungiert (Abb. 34).

Reis. 34. Knochengelenk.

Und an den Rändern des Knorpels ist das Synovium befestigt, in dem sich eine Flüssigkeit befindet, die die Reibung zwischen den Gelenkflächen verringert. Das Problem der Reibung und des Verschleißes in Gelenken hat die Natur auf einem Niveau gelöst, von dem Ingenieure - Tribologen können bisher nur träumen. Die täglichen Belastungen zum Beispiel im menschlichen Hüftgelenk überschreiten beim Springen tausend Newton und es gibt praktisch keine Reibung und keinen Verschleiß. Das Ergebnis ist lebenslange Zuverlässigkeit!

Unter der Einwirkung der Bewegungsorgane bei Tieren und Menschen manifestiert sich die Reibung als nützliche Kraft.

Um die Traktion mit dem Boden, Baumstämmen, zu erhöhen, gibt es eine Reihe verschiedener Geräte an den Gliedmaßen von Tieren: Krallen, scharfe Hufkanten, Hufeisenstacheln, der Körper von Reptilien ist mit Tuberkel und Schuppen bedeckt.

Auch die Wirkung der Greiforgane (Greiforgane des Käfers, Krallen von Krebs; Vorderbeine und Schwanz einiger Affenrassen; Elefantenrüssel) ist eng mit der Reibung verbunden (Abb. 35).

Reis. 35. Greiforgane verschiedener Tiere.

Denn ein Gegenstand oder ein Lebewesen wird umso fester gegriffen, je größer die Reibung zwischen ihm und dem Greiforgan ist. Die Größe der Reibungskraft ist direkt proportional zur Anpresskraft.

Viele lebende Organismen haben Anpassungen, aufgrund derer die Reibung bei der Bewegung in eine Richtung gering ist und bei der Bewegung in die entgegengesetzte Richtung stark zunimmt. Das sind zum Beispiel Wolle und Schuppen, die schräg zur Hautoberfläche wachsen. Die Bewegung des Regenwurms basiert auf diesem Prinzip (Abb. 36).

Reis. 36. Regenwurm.

Die nach hinten gerichteten Borsten passieren den Körper der Schnecke ungehindert vorwärts, verhindern jedoch die Rückwärtsbewegung. Beim Strecken des Körpers bewegt sich das Kopfteil nach vorne, das Schwanzteil bleibt an Ort und Stelle, bei der Kontraktion wird das Kopfteil verzögert und das Schwanzteil zu ihm gezogen.

2.11 Eine Welt ohne Reibung

Wie würde eine reibungslose Welt aussehen?

Stellen Sie sich vor ... der Boden in Ihrem Zimmer ist noch rutschiger als die Eisbahn; In diesem Fall bekommen Sie eine entfernte Vorstellung davon, in einer Welt ohne Reibung zu gehen - in einer solchen Welt ist es fast unmöglich. Jede Minute fielen Menschen hin und konnten nicht mehr aufstehen. Denn nur Reibung (genauer: Reibung im Ruhezustand) ermöglicht es uns, mit den Füßen auf einer ebenen Straße abzustoßen.

Nichts würde auf dem Tisch liegen: Bei der geringsten Neigung würde alles zu Boden rutschen, darauf rutschen und rollen und versuchen, an die niedrigste Stelle zu gelangen. Tatsächlich hält nur die Haftreibungskraft Gegenstände auf einem leicht geneigten glatten Tisch und Boden und verhindert, dass sie unter dem Einfluss der Schwerkraft abrutschen.

Alle Knoten würden sofort gelöst; Schließlich werden die Knoten nur durch die Reibung einiger Teile des Seils, der Schnur oder des Garns an anderen gehalten.

Alle Stoffe würden an den Fäden entlang kriechen, und die Fäden bis in die kleinsten Fasern.

Aber es wäre unmöglich, nicht nur ohne Reibung in der Welt zu wandeln.

Wie könnte zum Beispiel ein Chauffeur sein Auto anhalten? Schließlich wird das Auto dadurch gebremst, dass die Bremsbeläge (oder -bänder) gegen spezielle Trommeln gedrückt werden, die sich mit den Rädern drehen. Es wäre auch nicht möglich gewesen, das Auto in der Welt ohne Reibung zu drehen. Denken Sie daran, dass das Auto bei eisigen Bedingungen nicht nur ins Schleudern kommt, sondern auch dem Lenkrad nicht gehorcht. Ohne Reibung kann ein Auto nicht nur nicht angehalten oder gewendet, sondern auch nicht zum Rollen gezwungen werden. Der Motor treibt die hinteren Antriebsräder des Autos an. Aber in einer Welt ohne Reibung "rutschen" die rotierenden Antriebsräder eines Autos, wie es im Winter auf einer vereisten Straße oft der Fall ist. Damit die Räder rollen, müssen Sie sie an der Straße reiben.

In einer Welt ohne Reibung wäre es unmöglich, etwas richtig zu bauen oder herzustellen: Alle Nägel würden aus den Wänden fallen, weil ein gehämmerter Nagel nur durch Reibung am Holz hält. Alle Schrauben, Bolzen, Schrauben würden beim geringsten Stoß herausgedreht - sie werden nur durch das Vorhandensein von Haftreibung gehalten.

Die einfachste Maschine hätte nicht gebaut werden können. Antriebsriemen, die von Riemenscheibe zu Riemenscheibe laufen und die Rotation von Motoren auf Maschinen und Maschinen übertragen, würden sofort abspringen: Schließlich ist es die Reibung, die den Riemen auf der Antriebsscheibe mitbewegt.

Und ohne Flüssigkeitsreibung wäre das Leben auf der Erde schwierig. Aufgrund der ungleichmäßigen Erwärmung verschiedener Teile der Erdoberfläche durch die Sonne ist die Luft darüber nicht gleich dicht. Dichtere Luft von kälteren Orten bewegt sich zu wärmeren Orten und verdrängt dort erwärmte Luft. Luftbewegung entsteht - Wind. Aber bei innerer Reibung (Viskosität) wird die Luftbewegung gehemmt, der Wind lässt früher oder später nach. In einer Welt ohne Reibung würden die Winde mit unglaublichen Geschwindigkeiten wehen.

Flüsse, die aus den Bergen fließen, würden an den Ufern und am Boden nicht langsamer werden. Das Wasser in ihnen würde immer schneller fließen und mit rasender Wucht die Bögen treffen, erodieren und zerstören. Ins Wasser fallende Klumpen (zum Beispiel bei Vulkanausbrüchen) würden Wellen erzeugen, die ohne Nachlassen wüten würden - immerhin die innere Reibung zwischen den Wasserschichten, die sie zuvor befriedet hatte, sowie die Reibung an der Küste und dem Boden, sind verschwunden! Riesige Wellen auf den Meeren und Ozeanen würden, einmal gebildet, niemals nachlassen.

Ein Bild einer Welt ohne Reibung: Riesige Felsbrocken, die ungebremst von Berghängen in Ebenen kriechen, bröckelnde Sandhügel ... Alles, was sich bewegen kann, rutscht und rollt, bis es auf dem niedrigsten Niveau ist.

Vielleicht ist Reibung eines der nützlichsten Naturphänomene, das unsere Existenz ermöglicht?

Abschluss

In meiner Arbeit habe ich versucht, die Ursachen von Reibungen zu verstehen. Ich war erstaunt, wie vielfältig und manchmal unerwartet sich Reibung in unserer Umgebung manifestiert. Reibung nimmt dort teil, wo wir nicht einmal davon wissen. Wenn die Reibung plötzlich von der Welt verschwand, würden viele gewöhnliche Phänomene ganz anders ablaufen. Kein Körper, egal ob in der Größe eines Felsbrockens oder so klein wie Sandkörner, wird sich niemals übereinander halten: Alles rutscht und rollt, bis es auf gleicher Höhe ist. Ohne Reibung wäre die Erde eine Kugel ohne Unregelmäßigkeiten, wie ein Tautropfen. Hinzu kommt, dass ohne Reibung Nägel und Schrauben aus den Wänden herausrutschen, kein Ding in Händen gehalten werden könnte, kein Wirbelsturm jemals aufhören würde, kein Geräusch aufhören würde, sondern ein endloses Echo ertönen würde, unaufhaltsam widerhallen, zum Beispiel von den Wänden des Raumes.

Je mehr ich über Reibung las, desto schwieriger erschienen mir ihre Gesetze.

Alle Geheimnisse der Reibung aufzudecken, lag außerhalb meiner Macht. Aber die von mir geleistete Arbeit hat mich über viele Fragen nachdenken lassen.

Referenzliste

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: //www.home-edu.ru/user/f/00001491/profil/Les_pr_15/Les_pr_15_4.htm

Mehr Arbeit

Wenn man versucht, einen schweren Schrank voller Dinge zu verschieben, wird irgendwie sofort klar, dass alles nicht so einfach ist und etwas den guten Zweck der Ordnung deutlich stört.

• Und es wird nichts weiter sein, als die Bewegung zu stören Reibarbeit, das im Physik-Studiengang der siebten Klasse studiert wird.

Wir sind bei jedem Schritt mit Reibungen konfrontiert. Im wahrsten Sinne des Wortes. Genauer gesagt, ohne Reibung können wir nicht einmal einen Schritt machen, da es die Reibungskräfte sind, die unsere Füße auf der Oberfläche halten.

Jeder von uns weiß, wie es ist, auf einem sehr rutschigen Untergrund zu laufen - auf Eis, wenn man diesen Vorgang überhaupt als Gehen bezeichnen kann. Das heißt, wir sehen sofort die offensichtlichen Vorteile der Reibungskraft. Bevor wir jedoch über den Nutzen oder Schaden von Reibungskräften sprechen, betrachten wir zunächst, was die Reibungskraft in der Physik ist.

Reibungskraft in der Physik und ihren Arten

Die Wechselwirkung, die an der Berührungsstelle zweier Körper auftritt und deren Relativbewegung verhindert, wird als Reibung bezeichnet. Und die Kraft, die diese Wechselwirkung charakterisiert, wird Reibungskraft genannt.

• Es gibt drei Arten von Reibung: Gleitreibung, Haftreibung und Rollreibung.

Restreibung

In unserem Fall, als wir versuchten, den Schrank von seinem Platz zu verschieben, pusteten wir, drückten, erröteten, aber bewegten den Schrank keinen Zentimeter. Was hält den Schrank in Position? Statische Reibungskraft. Nun noch ein Beispiel: Wenn wir unsere Hand auf ein Notebook legen und über den Tisch bewegen, dann bewegt sich das Notebook mit unserer Hand, gehalten von der gleichen Ruhereibungskraft.

Restreibung hält die in die Wand geschlagenen Nägel, verhindert, dass sich die Schnürsenkel spontan lösen, und hält auch unseren Schrank fest, damit wir, versehentlich mit der Schulter darauf gelehnt, nicht unsere geliebte Katze zerquetschen, die sich plötzlich in Ruhe hinlegt und döst und Ruhe zwischen Schrank und Wand.

Gleitreibung

Kommen wir zurück zu unserem berüchtigten Schrank. Wir erkannten schließlich, dass wir ihn alleine nicht bewegen konnten und riefen einen Nachbarn um Hilfe. Am Ende, nachdem wir den ganzen Boden gekratzt, geschwitzt und die Katze erschreckt hatten, aber ohne Dinge aus dem Schrank zu entladen, zogen wir sie in eine andere Ecke.

Was fanden wir außer Staubwolken und einem Stück Wand, das nicht mit Tapeten überklebt war? Wenn wir eine Kraft aufbrachten, die die Reibungskraft im Ruhezustand überstieg, bewegte sich der Schrank nicht nur von seinem Platz, sondern (natürlich mit unserer Hilfe) weiter an den Ort, den wir brauchten. Und die Anstrengungen, die für seine Bewegung aufgewendet werden mussten, waren während der gesamten Reise ungefähr gleich.

• In diesem Fall wurden wir behindert durch Gleitreibungskraft... Die Gleitreibungskraft ist wie die Haftreibungskraft in die der ausgeübten Wirkung entgegengesetzte Richtung gerichtet.

Rollreibung

Wenn der Körper nicht auf der Oberfläche gleitet, sondern rollt, dann wird die an der Berührungsstelle auftretende Reibung Rollreibung genannt. Das rollende Rad wird ein wenig in die Straße gedrückt und davor bildet sich eine kleine Unebenheit, die es zu überwinden gilt. Dadurch entsteht Rollreibung.

Je härter die Straße, desto weniger Rollreibung. Deshalb ist das Fahren auf der Autobahn viel einfacher als auf dem Sand. Die Rollreibung ist in den allermeisten Fällen deutlich geringer als die Gleitreibung. Deshalb sind Räder, Lager und so weiter weit verbreitet.

Ursachen von Reibungskräften

Der erste ist die Oberflächenrauheit. Dies ist in Bezug auf Dielen oder die Erdoberfläche gut bekannt. Bei glatteren Oberflächen wie Eis oder einem mit Blechen bedeckten Dach ist die Rauheit fast unsichtbar, was aber nicht bedeutet, dass sie es nicht ist. Diese Unebenheiten und Unebenheiten haften aneinander und beeinträchtigen die Bewegung.

Der zweite Grund- Dies ist eine intermolekulare Anziehung, die an den Kontaktstellen von Reibkörpern wirkt. Der zweite Grund tritt jedoch hauptsächlich nur bei sehr gut polierten Körpern auf. Grundsätzlich haben wir es mit der ersten Ursache von Reibungskräften zu tun. Und um die Reibungskraft zu reduzieren, werden in diesem Fall oft Schmierstoffe verwendet.

• Eine Schmiermittelschicht, meist flüssig, trennt die Reibflächen, und Flüssigkeitsschichten reiben gegeneinander, wobei die Reibungskraft um ein Vielfaches geringer ist.

Aufsatz zum Thema "Reibungskraft"

Im Physikkurs der siebten Klasse werden Schüler die Aufgabe einen Aufsatz zum Thema "Reibungskraft" zu schreiben. Ein Beispiel für einen Aufsatz zu diesem Thema ist etwa diese Fantasie:

„Sagen wir, wir haben uns entschieden, in den Ferien mit dem Zug zu meiner Großmutter zu fahren. Und er ist sich nicht bewusst, dass gerade zu diesem Zeitpunkt plötzlich und ohne ersichtlichen Grund die Reibungskraft verschwunden ist. Wir wachen auf, steigen aus dem Bett und fallen, da zwischen Boden und Beinen keine Reibungskraft besteht.

Wir fangen an, unsere Schuhe anzuziehen und können die Schnürsenkel, die aufgrund der fehlenden Reibungskraft nicht halten, nicht binden. Die Treppen sind generell eng, der Aufzug funktioniert nicht - er steht schon lange im Keller. Nachdem wir mit dem Steißbein absolut alle Schritte gezählt und irgendwie zur Haltestelle gekrochen sind, entdecken wir ein neues Problem: kein einziger Bus hielt an der Haltestelle.

Wie durch ein Wunder sind wir in den Zug eingestiegen, denken wir, was für eine Schönheit - es ist gut hier, es braucht weniger Kraftstoff, da die Reibungsverluste auf Null reduziert werden, kommen wir schneller ans Ziel. Aber hier ist das Problem: Es gibt keine Reibungskraft zwischen den Rädern und den Schienen, was bedeutet, dass der Zug nichts zum Abstoßen hat! Also im Allgemeinen ist es irgendwie kein Schicksal, ohne Reibungskraft zu meiner Großmutter zu gehen."

Nutzen und Schaden von Reibung

Es ist natürlich Fantasy und voller lyrischer Vereinfachungen. Im Leben ist alles ein bisschen anders. Aber trotz der offensichtlichen Nachteile der Reibungskraft, die uns im Leben eine Reihe von Schwierigkeiten bereiten, ist es offensichtlich, dass es ohne die Existenz von Reibungskräften viel mehr Probleme geben würde. Sie müssen also sowohl über den Schaden von Reibungskräften als auch über die Vorteile der gleichen Reibungskräfte sprechen.

Beispiele für nützliche Seiten von Reibungskräften Wir können sagen, dass wir auf dem Boden laufen können, dass unsere Kleidung nicht auseinanderfällt, da die Fäden im Stoff von den gleichen Reibungskräften gehalten werden wie beim Gießen von Sand auf einer vereisten Straße, wir verbessern die Traktion, um einen Unfall zu vermeiden.

gut und Reibungsschaden Es gibt das Problem der Bewegung großer Lasten, das Problem des Verschleißes von Reibflächen sowie die Unmöglichkeit, ein Perpetuum Mobile zu schaffen, da jede Bewegung aufgrund von Reibung früher oder später zum Stillstand kommt und eine ständige äußere Einwirkung erfordert.

Die Menschen haben gelernt, sich anzupassen und Reibungskräfte reduzieren oder erhöhen, je nach Bedarf. Dies sind Räder, Schmierung, Schärfen und vieles mehr. Es gibt viele Beispiele, und es ist offensichtlich, dass man nicht eindeutig sagen kann: Reibung ist gut oder schlecht. Aber es existiert, und unsere Aufgabe ist es, zu lernen, wie man es zum Wohle des Menschen nutzt.

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