Który sposób zmniejsza tarcie między powierzchniami?

mocniejsze dociśnięcie powierzchni

zwiększenie pola powierzchni styku

Tarcie – ściąga i quiz na kartkówkę

ogarniam.edu.pl · Fizyka · Dynamikaklasa 1 LO · fiszki i quiz: ogarniam.edu.pl/lo/1/fizyka/tarcie/

Tarcie

Ciężką skrzynię trudno ruszyć z miejsca, a potem przesuwa się ją łatwiej – odpowiadają za to dwa rodzaje tarcia.

1Tarcie statyczne i kinetyczne

Tarcie statyczne działa, gdy powierzchnie nie ślizgają się względem siebie, choć coś próbuje je przesunąć. Dopasowuje się do siły ciągnącej, ale ma górną granicę: po jej przekroczeniu ciało rusza. Działa też na koło toczące się bez poślizgu.
Tarcie kinetyczne działa, gdy powierzchnie się ślizgają. Ma zwrot przeciwny do poślizgu, a wartość zwykle mniejszą niż największe tarcie statyczne.

Tarcie statyczne rośnie z siłą ciągnącą do wartości maksymalnej, potem działa mniejsze tarcie kinetyczne

2Od czego zależy tarcie

Od rodzaju powierzchni (opona na suchym betonie – duże, but na lodzie – małe) i od siły nacisku: dwa razy mocniejszy docisk to około dwa razy większe tarcie.
Tarcie praktycznie nie zależy od pola powierzchni styku, a tarcie kinetyczne przy niewielkich szybkościach – także od szybkości.

Uwaga na błąd

~~„Klocek położony na większej ściance ma większe tarcie”~~

Przy tym samym nacisku tarcie jest praktycznie takie samo.

Sprawdź, czy rozumiesz

Dlaczego ciężką skrzynię trudniej ruszyć, niż potem przesuwać?

3Wzory (R)

Oznaczenia: T_s – tarcie statyczne [N]; T_{s max} – jego największa wartość [N]; T_k – tarcie kinetyczne [N]; N – siła nacisku [N]; μ_s, μ_k – współczynniki tarcia statycznego i kinetycznego (bez jednostki).

Zapamiętaj

0 ≤ T_s ≤ T_{s max} = μ_s · N oraz T_k = μ_k · N. Zwykle μ_k < μ_s.

powierzchnie	μ_s	μ_k
drewno–drewno	0,5	0,3
opona–suchy beton	1,0	0,7
opona–mokry beton	0,7	0,5
but–lód	0,1	0,05

Wartości są orientacyjne i zależą od stanu powierzchni.
Przykład. Dane: m = 40 kg, μ_s = 0,5, μ_k = 0,4, g = 10 m/s²; skrzynię pchasz poziomo siłą 150 N, a potem 250 N.
Wzory: N = m · g, T_{s max} = μ_s · N, T_k = μ_k · N, a = F − T_k przez m.
Obliczenia: N = 400 N; T_{s max} = 200 N; T_k = 160 N. Siła 150 N < 200 N, więc skrzynia stoi, a tarcie statyczne ma 150 N. Przy 250 N skrzynia rusza: a = 250 N − 160 N przez 40 kg = 2,25 m/s².
Odpowiedź: przy 150 N tarcie statyczne ma 150 N, a przy 250 N działa tarcie kinetyczne 160 N i a = 2,25 m/s².

4Jak zmniejszyć tarcie

Smarowanie rozdziela powierzchnie warstwą oleju, łożyska zamieniają ślizganie na toczenie, a poduszka powietrzna unosi ciało nad podłożem. Opływowy kształt zmniejsza opór powietrza lub wody – to inny rodzaj oporu ruchu niż tarcie o podłoże.

Sprawdź, czy rozumiesz

Skrzynię pchasz siłą 150 N, a największe tarcie statyczne to 200 N. Ile wynosi tarcie działające na skrzynię?

✎Ściąga: Tarcie

Najważniejsze w pigułce – przeczytaj tuż przed kartkówką lub sprawdzianem.

0 ≤ T_s ≤ T_{s max} = μ_s · N oraz T_k = μ_k · N. Zwykle μ_k < μ_s.
Tarcie statyczne działa, gdy powierzchnie nie ślizgają się względem siebie, choć coś próbuje je przesunąć. Dopasowuje się do siły ciągnącej, ale ma górną granicę: po jej przekroczeniu ciało rusza. Działa też na koło toczące się bez poślizgu.
Tarcie kinetyczne działa, gdy powierzchnie się ślizgają. Ma zwrot przeciwny do poślizgu, a wartość zwykle mniejszą niż największe tarcie statyczne.
Oznaczenia: T_s – tarcie statyczne [N]; T_{s max} – jego największa wartość [N]; T_k – tarcie kinetyczne [N]; N – siła nacisku [N]; μ_s, μ_k – współczynniki tarcia statycznego i kinetycznego (bez jednostki).
Przykład. Dane: m = 40 kg, μ_s = 0,5, μ_k = 0,4, g = 10 m/s²; skrzynię pchasz poziomo siłą 150 N, a potem 250 N.
Smarowanie rozdziela powierzchnie warstwą oleju, łożyska zamieniają ślizganie na toczenie, a poduszka powietrzna unosi ciało nad podłożem. Opływowy kształt zmniejsza opór powietrza lub wody – to inny rodzaj oporu ruchu niż tarcie o podłoże.

?Quiz: powtórz przed kartkówką

8 pytań w stylu kartkówki i sprawdzianu. Odpowiedz w myślach, potem sprawdź odpowiedź. Rozwiąż quiz z wynikiem – każda odpowiedź ma wyjaśnienie.

Skrzynię pchasz siłą 150 N, a największe tarcie statyczne to 200 N. Ile wynosi tarcie działające na skrzynię?
1. A0 N
2. B50 N
3. C150 N
4. D200 N
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź C: 150 N – Skrzynia stoi, więc tarcie statyczne równoważy siłę pchającą: 150 N, a nie wartość graniczna.
Które tarcie działa na pudło przesuwające się po podłodze?
1. Akinetyczne
2. Bżadne
3. Coba jednocześnie
4. Dstatyczne
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź A: kinetyczne – Powierzchnie się ślizgają, więc działa tarcie kinetyczne.
Od czego praktycznie nie zależy siła tarcia?
1. Aod rodzaju powierzchni
2. Bod obecności smaru
3. Cod siły nacisku
4. Dod pola powierzchni styku
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: od pola powierzchni styku – Przy tym samym nacisku tarcie jest w przybliżeniu niezależne od pola powierzchni styku.
Nacisk klocka na podłoże wzrósł dwa razy. Jak zmieniła się siła tarcia kinetycznego?
1. Azmalała dwa razy
2. Bwzrosła cztery razy
3. Cnie zmieniła się
4. Dwzrosła około dwa razy
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: wzrosła około dwa razy – Tarcie jest proporcjonalne do nacisku (T_k = μ_k · N).
(R) Pudło 40 kg pchasz poziomo siłą 250 N; μ_k = 0,4, g = 10 m/s². Jakie ma przyspieszenie?
1. A0,9 m/s²
2. B4 m/s²
3. C6,25 m/s²
4. D2,25 m/s²
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: 2,25 m/s² – T_k = 0,4 · 400 N = 160 N, więc a = (250 N − 160 N) : 40 kg = 2,25 m/s²; 6,25 m/s² wychodzi bez tarcia.
Dlaczego ciężką skrzynię trudniej ruszyć, niż potem przesuwać?
1. ANajwiększe tarcie statyczne jest zwykle większe od kinetycznego
2. BW ruchu tarcie kinetyczne znika
3. CW ruchu znika siła nacisku
4. DMasa skrzyni maleje w ruchu
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź A: Największe tarcie statyczne jest zwykle większe od kinetycznego – Zwykle μ_s > μ_k, więc do ruszenia trzeba większej siły niż do utrzymania ruchu.
Który sposób zmniejsza tarcie między powierzchniami?
1. Amocniejsze dociśnięcie powierzchni
2. Bsmarowanie
3. Cużycie szorstkiej gumy
4. Dzwiększenie pola powierzchni styku
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: smarowanie – Warstwa smaru rozdziela powierzchnie i zmniejsza współczynnik tarcia; pole styku praktycznie nie ma znaczenia.
Opływowy kształt karoserii zmniejsza
1. Asiłę ciężkości
2. Bopór powietrza
3. Cmasę auta
4. Dtarcie opon o jezdnię
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: opór powietrza – Opływowość zmniejsza opór ośrodka, a nie tarcie o podłoże.

Cały dział „Dynamika”: ściąga i próbny sprawdzian →

Kartkówka albo sprawdzian już blisko?

Rozwiąż quiz z wynikiem i powtórz materiał na fiszkach. Każda odpowiedź ma wyjaśnienie, a postęp zapisuje się bez zakładania konta.

Rozwiąż quiz · 8 pytań Fiszki · 10 🔊 Posłuchaj notatki

Więcej: Fizyka, klasa 1

Badania w fizyce Pomiary i niepewność pomiarowa Niepewności pomiarowe i dopasowanie prostej Wielkości wektorowe i skalarne Analiza danych i wykresy Narzędzia matematyczne w fizyce Rachunek wektorowy i trygonometria Podstawowe pojęcia kinematyki Prędkość Równanie ruchu i ruch względny Przyspieszenie Ruch jednostajny prostoliniowy Ruch prostoliniowy zmienny Ruch zmienny – wykresy a(t), zadania i przyspieszenie w ruchu krzywoliniowym Ruch po okręgu Prędkość kątowa i ruch po okręgu ze zmienną prędkością Rzut poziomy i rzut ukośny Doświadczenia z kinematyki Siła i jej cechy Rodzaje sił Układy nieinercjalne i siły bezwładności Zasady dynamiki Newtona Równia pochyła i zadania z tarciem Siła dośrodkowa Dynamika ruchu po okręgu Doświadczenia z dynamiki Praca mechaniczna Moc Energia mechaniczna i jej zasada zachowania Praca siły zmiennej, twierdzenie o pracy i energii Moc w ruchu i sprawność urządzeń Pęd, zasada zachowania pędu i zderzenia Doświadczenia: praca, moc, energia Ciśnienie Siła wyporu i prawo Archimedesa Ciśnienie całkowite, naczynia połączone i pływanie ciał Doświadczenia z hydrostatyki Prawo powszechnego ciążenia Przyspieszenie grawitacyjne i prawa Keplera Układ Słoneczny, Galaktyka i Wszechświat Prędkości kosmiczne i ruch satelitów Satelity, nieważkość i przeciążenie Bryła sztywna i moment siły Moment bezwładności i dynamika ruchu obrotowego Energia kinetyczna ruchu obrotowego Planowanie doświadczeń Przeprowadzanie pomiarów Analiza wyników Wybrane doświadczenia w klasie 1 Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego wahadłem