Siła tarcia - tarcie statyczne i tarcie kinetyczne

Tarcie to zjawisko powstawania siły hamującej (siły oporu), na styku dwóch ciał. Jeżeli stykające się ze sobą ciała nie są względem siebie w ruchu to mówimy o tarciu statycznym (spoczynkowym), w przeciwnym wypadku mamy do czynienia z tarciem kinetycznym (dynamicznym).

W pierwszym przypadku siła tarcia jest co do wartości równa sile, jaką trzeba przyłożyć do jednego z ciał, by zaczęło się ono poruszać. Natomiast w drugim przypadku tarcie jest równe co do wartości sile potrzebnej do utrzymania ciała w ruchu ze stałą prędkością. Siły tarcia wyrażają się następującymi wzorami:

T _{s}=f _{s}   \cdot F _{N}

T _{k}=f _{k} \cdot F _{N}   Siła tarcia - tarcie statyczne i tarcie kinetyczne

gdzie: fs i fk – współczynniki tarcia odpowiednio statycznego i kinetycznego, FN – siła naciskająca.

Współczynniki tarcia są wielkościami bezwymiarowymi i charakteryzują one stykające się ze sobą powierzchnie. Wartość tych współczynników zależy m.in. od stopnia chropowatości ciał (współczynnik tarcia dla lodu będzie mniejszy niż dla papieru ściernego).
Siła naciskająca jest siłą skierowaną prostopadle do siły tarcia, często jest ona nazywana siłą normalną, gdyż działa wzdłuż prostej prostopadłej do granicy styku dwóch ciał.

Na poniższym wykresie przedstawiono zależność sił tarcia statycznego i kinetycznego w zależności od siły wymuszającej ruch.

Siła tarcia - tarcie statyczne i tarcie kinetyczne

Analizując wykres zauważyć należy, że:
1.    Jeżeli ciało jest w spoczynku, to siła tarcia statycznego w całości równoważy siłę wymuszającą ruch. Obydwie siły mają tą samą wartość, lecz są przeciwnie skierowane.
2.    Jeżeli przekroczona zostanie maksymalna wartość siły tarcia statycznego, to ciało zaczyna się poruszać, a wartość siły tarcia kinetycznego jest znacznie mniejsza od maksymalnego tarcia statycznego.

Siła tarcia - tarcie kinetyczne - przykład.

Jaś pcha skrzynię o masie 30kg działając na nią siłą 200 N. Współczynnik tarcia kinetycznego jest równy 0,3. Jaka jest wartość siły tarcia kinetycznego? Ile wynosi przyspieszenie skrzyni?

Dane:                                               Szukane:
m = 30kg                                Tk = ?
F = 200N                                  a = ?
fk = 0,3
g = 10m/s2

Rozwiązanie:

T _{k}=f _{k} \cdot F _{N}   Siła tarcia - tarcie statyczne i tarcie kinetyczne

W sytuacji przedstawionej w zadaniu siła naciskająca jest po prostu równa wartości ciężaru ciała, który z kolei jest iloczynem masy ciała i przyspieszenia ziemskiego:

F _{N}=Q

Q=mg

F _{N}=mg

T _{k}=f _{k}mg=0,3 \cdot 30kg \cdot 10 \frac{m}{s ^{2} } =90N

Przyspieszenie skrzyni znajdziemy korzystając z II zasady dynamiki:

a= \frac{F _{w} }{m} , gdzie Fw jest wypadkową siłą działającą na skrzynię podczas jej ruchu:

F _{w}=F-T _{k}  , więc:

a= \frac{F-T _{k} }{m} = \frac{200N \cdot 90N}{30kg}  \approx 3,7 \frac{m}{s ^{2} }

Polecamy również:

  • Opór ośrodka - siły oporu

    Siły oporu ośrodka występują wówczas gdy ciało porusza się w płynie lub płyn opływa ciało. W fizyce poprzez płyny rozumie się substancje zdolne do przepływu czyli ciecze i gazy. Więcej »

Komentarze (5)
Wynik działania 1 + 5 =
lmao
2024-03-05 06:33:55
co to zadanie z 1 klasy podstawówki?
Dr Magdalena Hajduczek-Zgażańska
2021-03-15 13:11:38
Naprawdę mi pan dobrze wytłumaczył, pozdrawiam.
całaklasaniezdajeXDserio
2019-12-19 19:49:03
Aha, lol, mam pana co wymaga jak na maturze mimo że jestem w pierwszej klasie no dzięki. nie...
tm
2019-05-20 11:15:17
Siła tarcia nie zależy od siły wymuszającej ruch, a jedynie od siły nacisku i współczynnika tarcia.
xDDDDDD
2018-04-03 08:45:35
Dziękuje
Ostatnio komentowane
.
• 2024-04-20 13:13:09
bez marii bylby nikim, bez pozdra
• 2024-04-18 17:47:36
walter white heisenberg?
• 2024-04-18 17:47:07
walter white?
• 2024-04-18 17:46:34
bARDZO FAJY TEKST! POWIEM SZCZERZE, ŻE MIAŁEM WZWÓD W TEMACIE PANIEN pOCKICH, ZWŁasza ...
• 2024-04-18 14:07:19