Gördülési ellenállás

A gördüléskor fellépő súrlódási erő, a gördülési súrlódási erő a két felületet összenyomó

erő nagyságától, illetve a két érintkező felület minőségétől függ:  F görd =μ g*Fny, ahol  μ_g a gördülési súrlódási együttható, mely mindig jelentősen kisebb, mint a csúszási súrlódási együttható.

Ugyanazon a felületen a gördülési súrlódási együttható nagysága körülbelül az ötvened része a csúszási súrlódási együttható nagyságának. Ez azt jelenti, hogy ötvenszer könnyebb egy tárgyat elgörgetni, mint elcsúsztatni! Ezért okozott a kerek feltalálása gyökeres változást a civilizációban: forradalmasította a közlekedést, az emberek es a tárgyak mozgatását. A kerék egyik alkalmazása a mindennapokban a golyóscsapágy, melynek alapgondolata Leonardo da

Vinci jegyzeteiben található meg először a történelem folyamán. Azóta az alapötletet továbbfejlesztettek es az élet számos területén alkalmazzák a görkorcsolyáktól az épületek földrengés biztossá tételéig.

golyóscsapágy

Tapadási súrlódás

Az érintkező felületek

között nemcsak akkor lép fel mozgást akadályozó hatás, amikor a két felület már mozog egymáshoz képest, hanem akkor is, amikor még nyugalomban van.

Az egymással érintkező felületek között fellépő, a testek egymáshoz képest történő elmozdulását akadályozó hatás a tapadási súrlódás, jellemzője a tapadási súrlódási erő.

A tapadási súrlódási erő mindig akkora nagyságú, hogy megakadályozza az elmozdulást. Egyre nagyobb húzóerő hatására egyre nagyobb akadályozó erő lep fel. A tapadási súrlódási erőnek van egy maximális értéke, amelynél nagyobb erőt nem tud ellensúlyozni. Ha a húzóerő meghaladja a tapadási erő maximumát, a két felület elmozdul egymáshoz képest.

A tapadási súrlódási erő maximuma annál nagyobb, minél nagyobb nyomóerő hat rá, illetve minél érdesebb vagy tapadósabb a két érintkező felület. A tapadási súrlódási erő nagysága egyenes aranyban változik a nyomóerő függvényében:

F F t max. ∼ Fny. Ezért hányadosuk állandó:

 

Ft max. = állandó= μ0

F_ny

Ez az állandó a tapadási súrlódási együttható, amely mértékegység

nélküli mennyiség. Jele: μ0. Értéke annál nagyobb, minél érdesebb a

két érintkező felület.

 F_{t max}= μ ₀*F_ny

A tapadási súrlódási erőt szükség esetén megnövelhetjük. Télen a jeges útra azért szórunk homokot, hogy jobban tapadjon a kerek. A teherautók rakodóterének felületét rendszeresen portalanítják, zsírtalanítják, hogy a szállított rakomány jobban tapadjon a felülethez es fékezéskor lehetőleg ne csússzon meg. A téli cipők talpa azért érdesebb a nyári cipők talpánál, hogy a nagyobb tapadási súrlódási együttható miatt biztonságosabban tudjunk bennük járni. 

téli / nyári cipő

Csúszási súrlódás

Az egymással érintkező felületek között fellépő, az érintkező testek egymáshoz viszonyított mozgását akadályozó

hatást csúszási súrlódásnak nevezzük. A súrlódás az érintkező felületek egyenetlenségei miatt lép fel, melyek a mozgás során egymásba akadhatnak.

 A csúszási súrlódási erő nagysága függ:

·          a nyomóerő nagyságától

·          Az érintkező felületek minősége is befolyásolja a csúszási súrlódási erő nagyságát. Minél érdesebb a két érintkező felület, annál nagyobb a csúszási súrlódási erő.

Pontos mérésekkel bizonyítható, hogy a nyomóerő és a súrlódási erő között egyenes arányosság van:  F s ∼ Fny . Hányadosuk állandó:

Fs

Fny = állandó, mely a két érintkező felületre jellemző érték. Az arányossági tényező a csúszási súrlódási együttható. Jele: μ (ejtsd: mű).

A csúszási súrlódási együttható mértékegység nélküli mennyiség. Minél érdesebb a két érintkező felület, annál nagyobb az értéke.

Az előbbi összefüggést átrendezve, a csúszási súrlódási erő nagysága:

 Fs =μ⋅Fny.  Az erő iránya pedig mindig olyan, hogy akadályozza az érintkező felületek egymáshoz képest történő elmozdulását.

A csúszási súrlódási erő nagyságát csökkenthetjük, ha a felületek közé kenőanyagot, például olajt teszünk. Ekkor az olaj kitölti a felületek egyenetlenségeit, és így a két felület könnyebben elcsúszhat egymáson.

Az autókban a motorolaj csökkenti a motor mozgó alkatrészei között fellépő súrlódási erő nagyságát. Nagyon fontos ezért rendszeresen ellenőrizni az olajszintet az autókban.

A súrlódási erő szándékos növelésére is kereshetünk példát a mindennapi életből. A dörzspapír vagy a súrolópor apró szemcséi a felület érdessége miatt megnövelik a súrlódási erő nagyságát, ezzel hatékonyabb munkavégzést tesznek lehetővé. A gyufa meggyulladása egy kémiai folyamat, melyet a dörzsfelülethez súrlódó gyufafej felmelegedése indít el.

súrolópor

gyufafej meggyújtása

olajszint ellenőrzés

Súrlódási erő

 A súrlódási erő két test vagy egy közeg és egy test között lép fel. A klasszikus mechanika a két test között fellépő súrlódási erővel foglalkozik. (a másikra példa a víz súrlódása a csövekben) Egy szilárd testnek sincs tökéletesen sima felülete, így amikor két test érintkezik, egymásba akadnak a részecskéik. A súrlódási erő értéke nem függ az érintkező felületek nagyságától, sem az egymáshoz viszonyított sebességtől.. Három fajtája van a súrlódási erőnek. A csúszási súrlódási erő, a tapadási súrlódási erő és a tapadási súrlódási erő egy speciális fajtája, amit külön szoktunk venni,a gördülési súrlódási erő.

Súrlódás

A súrlódás két érintkező felület között fellépő erő, vagy az az erő, mellyel egy közeg fékezi a benne mozgó tárgyat (például a mézben lesüllyedő kanálra ható fékező erő.)
A súrlódás fajtái:
A súrlódás nem egy alapvető erő, hanem a molekulák között fellépő elektromágneses erők következménye. Amikor két érintkező felület elmozdul egymáson, a súrlódással szemben végzett munka hővé alakul. A szilárd testek között fellépő súrlódást száraz súrlódásnak vagy Coulomb-súrlódásnak nevezik, egy szilárd test és gáz vagy folyadék közötti súrlódást folyadéksúrlódásnak hívják. A belső súrlódás egy rugalmas testnek az alakváltozásakor lép fel: A deformációhoz szükséges munka egy része nem a rugalmas alakváltozást fedezi, hanem hővé alakul. (Autók gumiabroncsa leálláskor meleg, akkor is, ha fékezés közben nem csúszik meg.)