Fizika 7.

Az alábbi tartalmat jelenleg INGYENES hozzáféréssel tekinted meg.
Amennyiben szeretnél teljes hozzáférést az oldalhoz, kérlek, regisztrálj, jelentkezz be, és vásárold meg a szükséges elektronikus licencet vagy írd be a nyomtatott könyv hátuljában található kódot!
7. A súrlódási és a közegellenállási erő
A súrlódás
Milyen erő hatására lassul a csúszó hasáb?

Milyen erő hatására lassul a csúszó hasáb?

A sima felületeken is vannak egyenetlenségek.

A sima felületeken is vannak egyenetlenségek.

Egyenletes mozgásnál a súrlódási erő egyenlő nagyságú és ellentétes irányú a húzóerővel.

Egyenletes mozgásnál a súrlódási erő egyenlő nagyságú és ellentétes irányú a húzóerővel.

A súrlódási erő a felületeket összenyomó erő nagyságától is függ.

A súrlódási erő a felületeket összenyomó erő nagyságától is függ.

A vízszintes felületen ellökött test sebessége csökken, majd a test megáll. Sebességváltozást azonban csak erőhatás hozhat létre. A csúszás közben tapasztalható csúszási súrlódási erő azért jön létre, mert a testek felülete sohasem tökéletesen sima. Megfelelő nagyítóval még a simára csiszolt felületeken is kiemelkedéseket és bemélyedéseket veszünk észre. Ezek az egyenetlenségek egymásba akadnak, és így nehezítik az érintkező testek egymáshoz viszonyított mozgását.
A csúszási súrlódás az érintkező és egymáson elmozduló testek egymáshoz viszonyított sebességét csökkenti.
A csúszási súrlódást jellemző súrlódási erő megmérhető, ha pl. egy testet egy vízszintes felületen, erőmérővel egyenletesen vontatunk.
Az egyenletesen mozgó testeket érő erőhatásokról tudjuk, hogy kiegyenlítik egymást. Így belátható, hogy a csúszási súrlódási erő nagysága egyenlő az erőmérő által mért vontató erővel, de iránya ellentétes azzal.
Méréssel megállapítható, hogy a csúszási súrlódási erő ( F súrl ) akkor nagyobb, ha:
nagyobb az érintkező felületeket összenyomó erőhatás és
érdesebbek az érintkező felületek.
A csúszási súrlódási erő nem függ az érintkező felületek nagyságától.
Bár a hasábot húzzuk, a tapadás miatt mégsem mozdul el.

Bár a hasábot húzzuk, a tapadás miatt mégsem mozdul el.

Lépés közben a láb a súrlódás miatt hátranyomja a földet, a föld előre a lábat (hatás–ellenhatás), ezért tudunk járni.

Lépés közben a láb a súrlódás miatt hátranyomja a földet, a föld előre a lábat (hatás–ellenhatás), ezért tudunk járni.

A kenőanyagok részecskéi könnyen elmozdulnak egymáson.

A kenőanyagok részecskéi könnyen elmozdulnak egymáson.


Az egymással érintkező és nyugalomban levő testek között is fellép súrlódás, ha azokat el akarjuk mozdítani egymáson. Ez a hatás a tapadási súrlódás, melyet a tapadási súrlódási erővel jellemzünk. A tapadási súrlódásnak is az érintkező felületek egyenetlensége az oka.
A tapadási súrlódási erő mindig egyenlő nagyságú és ellentétes irányú azzal az erővel, amellyel a testet meg akarjuk mozdítani.
A tapadási súrlódás teszi lehetővé pl. a járást, a járművek elindulását vagy például azt, hogy a vékony gyapjú- és gyapotszálakat erős fonallá lehet összesodorni.

Mind a csúszási, mind a tapadási súrlódási erő csökkenthető, ha az érintkező felületeket simábbra csiszolják, vagy a súrlódó felületek közé olyan anyagot juttatnak, amelynek részecskéi könnyen elmozdulnak egymáson. Az ilyen kenőanyag kitölti a csúszó felületek egyenetlenségeit, és így a testek valójában a kenőanyagon csúsznak. Kenőanyag például az olaj, a zsír stb.

Gördülési ellenállás
A testek könnyebben mozgathatók akkor is, ha érintkező felületeik közé görgőket helyezünk, vagy maguk a testek gördülnek el egymáson. Elfordulás közben a felületi egyenetlenségek – mint a fogaskerekek – kiemelkednek egymásból. Ez az oka annak, hogy azonos feltételek mellett a gördülési ellenállási erő kisebb, mint a csúszásnál fellépő súrlódási erő. Ezért nagy jelentőségű találmány a kerék.


Mi a súrlódás szerepe a kerék működésében?
Mi a súrlódás szerepe a kerék működésében?

Mi a súrlódás szerepe a kerék működésében?

A parton vagy a vízben nehezebb futni?

A parton vagy a vízben nehezebb futni?

A víz nehezíti az úszók haladását.

A víz nehezíti az úszók haladását.

Közegellenállás
Mindenki tapasztalta már, hogy vízben futni nehezebb, mint a parton, vagy erős széllel szemben kerékpározni is nehezebb, mint szélcsendben.
A közeg olyan erőhatást fejt ki, amely csökkenti a test közeghez viszonyított sebességét.
Ez a hatás a közegellenállás, amelyet a közegellenállási erő vel jellemzünk.
A közegellenállási erő ( F k ) – a tapasztalatok szerint – függ:
a közeg sűrűségétől,
a test mozgásirányra merőleges legnagyobb keresztmetszetének nagyságától,
a testnek a közeghez viszonyított sebességétől,
a test alakjától.
A szél magával akarja vinni, a nyugvó víz meg akarja állítani a vitorlás hajót.
A levegő az ejtőernyő segítségével csökkenti a zuhanás sebességét.
A szél magával akarja vinni, a nyugvó víz meg akarja állítani a vitorlás hajót.A levegő az ejtőernyő segítségével csökkenti a zuhanás sebességét.

 

Miért tervezik a versenyautókat áramvonalasnak?
Miért tervezik a versenyautókat áramvonalasnak?

Miért tervezik a versenyautókat áramvonalasnak?

FIGYELD MEG!
1.
Sokan azt hiszik, hogy a súrlódás és a közegellenállás mindig „mozgást akadályozó hatás”. Ez tévedés, hiszen pl. a teherautóra tett láda azért gyorsul az induló autóval együtt, mert a tapadási súrlódásnál fellépő erőhatás gyorsítja. A vitorlás hajó azért halad, mert a szél magával „akarja” sodorni.
2.
Környezetvédelmi szempontból figyelembe kell venni mind a súrlódás, mind a közegellenállás közvetlen vagy közvetett környezetkárosító hatását. A járművek kerekeiről, fékbetétjeiről leváló gumi-, illetve fémszemcsék szennyezik a környezetet. A nem megfelelően formatervezett járművek üzemanyag-fogyasztása nagyobb, ezért fokozottabban károsítják a környezetet.
ELLENŐRIZD TUDÁSOD!
1.
Milyen körülmények között jön létre csúszási súrlódás, mi ennek a következménye?
2.
Mi a magyarázata a csúszási súrlódás létrejöttének?
3.
Hasonlíts össze nagyság és irány szerint egy testet egyenletesen húzó erőt és a csúszási súrlódási erőt!
4.
Hogyan mérhető meg a csúszási súrlódási erő?
5.
Mitől függ a súrlódási erő nagysága?
6.
Milyen irányú a súrlódási erő csúszás közben?
7.
Hogyan csökkenthető a súrlódási erő?
8.
Milyen körülmények között jön létre tapadási súrlódás?
9.
Mit tudsz a tapadási súrlódási erő nagyságáról és irányáról?
10.
Sorold fel, milyen típusú súrlódásokat ismersz!
11.
Milyen hatás a közegellenállás?
12.
Mitől függ a közegellenállási erő nagysága?
GONDOLKOZZ ÉS VÁLASZOLJ!
1.
A gyakorlatban milyen jelenségeknél tapasztalod a súrlódás előnyét, illetve hátrányát?
2.
Mondj példát a súrlódási erő növelésére, illetve csökkentésére!
3.
Miért használunk télen a jeges, havas utakon az autók kerekén hóláncot?
4.
Miért eltérő mozgással esik le a fáról az alma és a levél?
5.
Miért hajlik a kerékpáros a kormány fölé erős ellenszélben?
6.
Hogyan csökkentik az autók tervezői a közegellenállási erőt?
7.
Miért nehezebb vízben futni, mint a parton?
8.
Milyen erők hatnak a kinyitott ejtőernyővel már egyenletesen mozogva ereszkedő ejtőernyősre? Mit tudsz ezeknek az erőknek a nagyságáról és irányáról?
9.
Sorolj fel olyan sportágakat, ahol különösen fontos a közegellenállás csökkentése, illetve növelése!
10.
Miért káros a környezetre a gumikerekek és a fékbetétek súrlódása?
11.
Miért fontos a környezetvédelem szempontjából a járművek formatervezése?
Leckéhez tartozó extrák

Súrlódó gyufafejek

Hogyan készíthetünk biztonsági gyufából mindenen gyulladó gyufát?

Gyufás doboz kiütése

Hogyan lehet kiütni egy gyufásdobozt a vízzel teli pohár alól úgy, hogy az nem borul fel?

Egymásba lapozott könyvek széthúzása

Próbáljunk meg két szorosan egymásba lapozott tankönyvet széthúzni! Vajon sikerülhet-e?

Kopácsoló harkály

Milyen fizikai elv alapján működik a híres kopácsoló harkály nevű játék?

Kötélmászó bohóc

Hogyan képes felmászni egy fából készített bohóc a kettős kötélen? Erre is van magyarázat.

Erőhatások

Az animáció a kerekes és csúszótalpas kiskocsira ható erőhatásokat mutatja be.

Dinamikai felhajtóerő

Az aszimmetrikus profil miatt a szárnyakon nagy sebességű mozgás során felhajtóerő jön létre.

A gépkocsi fejlődése

Az animáció a gépkocsi fejlődését foglalja össze a kezdetektől napjainkig.

Súrlódó gyufafejek

Gyufás doboz kiütése

Egymásba lapozott könyvek széthúzása

Kopácsoló harkály

Kötélmászó bohóc

Erőhatások

Dinamikai felhajtóerő

A gépkocsi fejlődése

Kosárba helyezve!