Ar esate matę, kaip kas nors paslydo ar nuvirto nuo kėdės? Įsivaizduokite, kas būtų, jei nuolat slystume nuo kėdžių, lovų ir laiptų. Panagrinėkime, kodėl taip nenutinka.
Kaip trintis veikia kūnų judėjimą?
Vienam kūnui judant kito paviršiumi, atsiranda jėga, veikianti tą kūną priešinga judėjimui kryptimi. Tokia jėga vadinama trinties jėga. Trintis – tai jėga, trukdanti kūnui judėti kito kūno paviršiumi. Trinties pavyzdžių rasime visur, kur kūnai liečiasi vienas su kitu. Trinties jėgą žymime Ftr ir matuojame niutonais (N).
Jei norite sustabdyti dviratį ar automobilį, paspaudžiate stabdį – greitis sumažėja dėl stabdžių diskų ir ratų trinties (5.5.1 pav.). Jei bėgdami žaidimų aikštele išgirstate skambantį telefoną ir staiga norite sustoti, sustosite todėl, kad stabdant batų ir aikštelės dangos trintis padidės.
Pažiūrėkite filmuką apie trintį – kodėl ji atsiranda ir kaip ją galima sumažinti.
Kodėl atsiranda trinties jėga
Trintis atsiranda dėl dviejų pagrindinių priežasčių: susiliečiančių kūnų paviršiaus grublėtumo ir susiliečiančių kūnų molekulių tarpusavio traukos.
Susiliečiančių kūnų paviršiaus grublėtumas (5.5.2 pav.). Net lygūs kūnai turi nelygumų, įbrėžimų. Kai vienas kūnas slysta arba rieda kito kūno paviršiumi, tie nelygumai kliūva vienas už kito ir atsiranda judėti trukdanti jėga.
Susiliečiančių kūnų molekulių tarpusavio trauka. Jei paviršiai gerai poliruoti (blizgūs), susiliečiančių kūnų molekules, kurios yra labai arti viena kitos, veikia tarpusavio trauka.
Tai įdomu!
- Kuo didesne jėga spaudžiame kūną prie kito kūno paviršiaus, tuo didesnė trinties jėga.
- Stumiant kūną kito kūno paviršiumi didesne jėga, trinties jėga padidėja.
Trinties jėgos didumas priklauso nuo paviršiaus grublėtumo, sąlyčio ploto, kūno masės ar judėjimo greičio (5.5.3 pav.)
Trinties jėgos rūšys
Pagal judėjimo pobūdį skiriamos trys trinties jėgos rūšys: rimties, slydimo ir riedėjimo.
Rimties trinties jėgà – tai jėga, veikianti tarp vienas kito atžvilgiu nejudančių kūnų ir padedanti jiems išlaikyti rimties būseną. Rimties trinties jėga neleidžia atsirišti batų raišteliams, laiko įkaltą vinį, dėl jos knyga guli ant stalo, automobilis stovi įkalnėje, televizorius stovi ant staliuko (5.5.4 pav.).
Slydimo trinties jėgà – tai jėga, atsirandanti, kai vienas kūnas slysta kito kūno paviršiumi. Slydimo trinties jėgos pavyzdžiai yra rogių, slidžių, pačiūžų slydimas sniegu ar ledu, banglentės čiuožimas vandeniu, nusileidimas nuo čiuožyklos, kelkraščiu traukiama dėžė (5.5.5 pav.).
Riedėjimo trinties jėgà pasireiškia, kai paviršiumi rieda apvalus kūnas, pavyzdžiui, rutulys ar ratas. Tarkim, keliu važiuojančio automobilio padangos patiria riedėjimo trintį (5.5.6 pav.), leidžiančią tolygiai judėti; žole riedantis kamuolys iš lėto sustoja dėl riedėjimo trinties; traukiamo lagamino ratukai taip pat yra veikiami riedėjimo trinties jėgos.
Trinties mažinimo būdai
Trintis mažinama, jei siekiama veiksmingiau išnaudoti energiją, sumažinti dėvėjimąsi ir triukšmą, taip pat pagerinti įrenginių valdymą ir jų veikimo efektyvumą (5.5.7 pav.).
Tai įdomu!
Įvairios trintį mažinančios medžiagos, pavyzdžiui, tefloninė danga arba silikoniniai tepalai, gali būti naudojamos tam, kad sumažintų trintį tarp susiliečiančių dalių. Pavyzdžiui, naudojant keptuvę teflonine danga sumažinama trintis tarp keptuvės paviršiaus ir kepamo maisto.
Trinties didinimo būdai
Trintį didiname, jei siekiame užtikrinti stabilumą, saugumą ir efektyvumą, nes padidėjusi trintis padeda sukibti paviršiams ir sumažina sužalojimų riziką. Pavyzdžiui, vonios kilimėliai dažnai yra pagaminti iš medžiagų, didinančių trintį, kad nepaslystume.
Naudojant grubiąją tekstūrą, galima padidinti trintį tarp kūnų paviršių. Pavyzdžiui, sportininkų batų padai būna su guminėmis kulnų apsaugomis, nes jos gerina sukibimą su paviršiumi (5.5.8 pav.). Trintį didinančios medžiagos mažina slydimą.
Eksperimentuokite su trintimi
Užduotis. Paimkite tris vienodus kūnus ir lėtai paleiskite juos judėti skirtingais paviršiais (pavyzdžiui, stikliniu, mediniu ir padengtu smėliu). Toliausiai nuriedės gludžiausiu paviršiumi judantis kūnas (5.5.9 pav.).
Tiriamasis darbas „Kūnų trinties jėgos matavimas dinamometru ant įvairių paviršių“
Darbo tiklas: išmatuoti skirtingais paviršiais traukiamų kūnų trinties jėgą.
Jums reikės: dinamometro, kelių skirtingų paviršių (plieninės plokštės, odos atraižos, plastikinės lentelės, medinio stalo, popieriaus lapo, kilimėlio), kelių skirtingos masės bandinių (pavyzdžiui, svarelio, pieštukinės, knygos, popieriaus lapo).
Darbo eiga:
- Persibraižykite lentelę ir į ją surašykite gautus duomenis.
Bandymo Nr. | Paviršius | Bandinys | Trinties jėga (N) |
1. | | | |
2. | | | |
3. | | | |
4. | | | |
5. | | | |
- Ant stalo padėkite pasirinktą paviršių (plieninę plokštę, odos atraižą, plastikinę lentelę, popieriaus lapą, kilimėlį). Pavyzdinis matavimo stendas pateiktas 5.5.10 paveiksle.
- Ant šio paviršiaus padėkite bandinį. Prie bandinio prikabinkite dinamometrą.
- Traukite bandinį paviršiumi paėmę už dinamometro.
- Dinamometras rodys trinties jėgos didumą. Užsirašykite jo rodmenis niutonais.
- Išmatuokite trinties jėgą traukdami bandinį kitais paviršiais.
Pastaba. Atlikte šį bandymą ir su kitais bandiniais. - Nubraižykite grafiką, kuriame būtų pavaizduota trinties jėgos priklausomybė nuo paviršiaus.
- Kuriuo paviršiumi bandinys slydo lengviausiai, o kuriuo sunkiausiai? Kodėl? Jei bandymą atlikote su keliais bandiniais, įvertinkite, tarp kurio bandinio ir kurio paviršiaus trintis buvo mažiausia. Paaiškinkite, kaip šio bandymo rezultatus galėtumėte pritaikyti kasdieniame gyvenime. Pabandykite bandymą atlikti pakėlę vieną stalo galą. Kaip keičiasi rezultatai?
Prieš atlikdami tiriamąjį darbą, pasižiūrėkite filmuką (angl. k), kaip naudoti dinamometrą trinties jėgai matuoti.
Pasižiūrėkite filmuką, kaip galima atlikti pateiktą tiriamąjį darbą.
Tai įdomu!
- Būtų tikrai sunku atsistoti be trinties.
- Vandens parkuose milžiniškomis čiuožyklomis teka vanduo, mažinantis trintį, todėl galime greitai čiuožti žemyn.
Klausimai ir užduotys
- Nurodykite, kaip trinties jėga veikia kūnų judėjimą.
- Pateikite pavyzdžių, rodančių, kad trintis gali būti naudinga. Kodėl ji tokia svarbi transporto priemonėse?
- Nurodykite, kas lemia trinties jėgos dydį tarp dviejų paviršių.
- Pasvarstykite, kodėl norint čiuožti ledu arba sniegu reikia batų su specialiu padu.
- Pasvarstykite, kaip būtų galima padidinti trintį tarp dviejų slidinėjančių paviršių siekiant sumažinti slydimą ir padidinti sukibimą.
Ko išmokome?
- Jėga, atsirandanti kūnų sąlyčio vietoje ir trukdanti vienam iš jų pajudėti arba judėti kito kūno paviršiumi, vadinama trinties jėga. Ji visada nukreipta priešinga judėjimui kryptimi.
- Rimties trinties jėga – tai jėga, veikianti tarp nejudančių kūnų ir padedanti jiems išlaikyti rimties būseną.
- Slydimo trinties jėga – tai jėga, atsirandanti, kai vienas kūnas slysta kito kūno paviršiumi.
- Tokia trintis, kai vienas kūnas ne slysta, o rieda kito kūno paviršiumi, vadinama riedėjimo trintimi.
- Trintį galima mažinti arba didinti įvairiais būdais.
- Paslaugą teikia UAB "Biznio mašinų kompanija" ir "Star Cloud OÜ"