ТРИЕНИЕТО В ПРИРОДАТА И ТЕХНИКАТА
L. P. LISOVSKY и A. E. SALOMONOVICH
Светът около нас е в постоянно движение. Най-простата форма на това движение е движението на едни неща, предмети, тела спрямо други - така нареченото механично движение. Сядаме, ставаме, вървим. По пътя конят тегли каруцата; минава кола; парен локомотив тегли вагони по релсите. Тече река, лодка плува по нея, риби плуват във водата. По небето летят облаци, а над тях лети самолет. Във фабриката машините се въртят с голяма скорост, задвижващите ремъци се движат.
Всички тези разнообразни движения имат едно общо нещо. При всички подобни движения някои обекти влизат в контакт или с други обекти, или с непрекъсната течна или газообразна среда, която ги заобикаля, например с вода или въздух. Когато ходите, краката ви докосват пода. Колата се търкаля по пътя, вагоните - по релсите. Рибите плуват във водата, а водата в реката докосва дъното и бреговете. Самолетът лети във въздуха, прорязвайки го с крилата си.
Такъв контакт винаги има голямо влияние върху движението.
Бутайте леки шейни върху утъпкан сняг - те ще се плъзгат, но след това постепенно забавяйте движението си и спирайте. По пътя не се вижда възвишение; какво спря шейната? Шейната беше спряна от силата на триене, която възниква между стоманените водачи на шейната и снега при плъзгане. Тази сила е насочена към плъзгането на шейната, забавя това плъзгане, намалява скоростта му и в крайна сметка спира шейната. Такава сила на триене, която възниква, когато някои твърди предмети се плъзгат върху други, се нарича сила на триене при плъзгане (фиг. 1).
Ритайте футболната топка с крак. Топката ще се търкулне по земята и ще спре. Какво спря топката? Отново триене. Но топката не се плъзга по земята, а се търкаля. Оказва се, че притъркалянето също генерира противоположна сила. Тази сила се нарича сила на триене при търкаляне. Именно тя забавя търкалящ се варел, билярдна топка, детски обръч.
Силите на триене при плъзгане и търкаляне възникват, когато твърдите тела се плъзгат или търкалят. Но случва ли се все още да няма движение, а силата на триене вече действа? Оказва се, че това се случва и вие сами сте наблюдавали това многократно.
Тук на масата има тежка книга (фиг. 2). Опитайте се да го преместите. Това ще изисква известно усилие. И ако книгата се натисне твърде слабо, тя няма да помръдне. Какво й пречи да се движи? Силата на триене между долната корица на книга и маса. Това
Ориз. 1. Триене при плъзгане. Стрелките показват посоката на силата на триене.
Силата на триене пречи на твърдите тела да се движат. Следователно тя се нарича сила на статично триене.
От която и страна да натиснете книгата - отляво, отдясно, отпред или отзад - статичното триене не позволява на книгата да започне да се плъзга. Оказва се, че силата на статичното триене също е насочена срещу движението - движението, което само трябва да е възникнало.
Възниква ли триене само когато твърдите вещества влизат в контакт с твърди вещества? Не. Когато по време на движението на течност или газ отделни слоеве от течност или газ се плъзгат един спрямо друг, между тях възникват сили на вътрешно или вискозно триене.
Поради вътрешното триене потокът на водата близо до стените на водопровода винаги е по-бавен, отколкото в средата. Водният слой, непосредствено прилежащ към стените, изобщо не се движи - той се залепва за стените. При много бавен поток, когато слоевете течаща вода не се смесват, течащият до прилепналия слой се плъзга спрямо него и трябва да преодолее силите на триене, действащи между тях. Следващият слой е
Ориз. 2. За да преместите книга, трябва да преодолеете силата на триене на покой.Тази сила винаги е насочена срещу движението, което трябва да възникне.
Zit според второто, а между тях действат и сили на триене и т.н.
По този начин силите на вътрешното триене забавят потока на водата в тръбата.
Ситуацията е малко по-различна при високи скорости, например, когато самолет се движи във въздуха или подводница се движи в морето. В тези случаи поради вискозното триене на въздух или вода възниква нова сила, насочена към движението и възпрепятстваща го.
Това е така наречената устойчивост на натиск. В много случаи се оказва, че е много по-голямо от вискозното триене, което го генерира. Но тъй като и двете сили (вискозно триене и съпротивление на натиск) забавят движението и винаги се увеличават с увеличаване на скоростта му, те често не се разграничават, а се разглеждат заедно и сумата от тези сили, т.е. общата сила, която забавя тялото, се нарича просто сила на съпротивление на средата. Триенето, дължащо се на вискозитета на течност или газ, се нарича течно триене, за разлика от триенето при плъзгане, търкаляне и статичното триене, които се наричат сухо триене, тъй като възникват при контакт на твърди предмети.