Otázka č. 7

Máme kartónovú škatuľu plnú záťaže a chceme ju ťahom presunúť na iné miesto. Kedy nám to pôjde ľahšie?

• A. keď ju položíme na stenu s najmenšou plochou
• B. keď ju položíme na stenu s najväčšou plochou
• C. nech ju otočíme, ako chceme, stále to pôjde rovnako ťažko

Pokus č.1 Trecia sila a trenie v akcii

Pomôcky: kartónová škatuľa, silomer, závažia, háčik

Postup:

• 1. do stredu (do priesečníka uhlopriečok) najmenšej steny škatule pripevni háčik
• 2. na háčik pripevni silomer a škatuľu ťahaj rovnomerným priamočiarym pohybom
• 3. meraj treciu silu v závislosti od veľkosti obsahov dotýkajúcich sa stien

Priebeh pokusu:

Trecia sila  F_t  má rovnakú veľkosť ako ťahová sila F

F_t = F = 1N v obidvoch prípadoch, pri väčšom aj menšom obsahu

Vysvetlenie: Menili sme obsahy dotýkajúcich sa stien škatule s doskou stola a namerali sme vo všetkých prípadoch rovnakú treciu silu. Z meraní vyplýva, že trecia sila nezávisí od veľkosti obsahov dotýkajúcich sa stien.

Zmena podmienok: Ak na stôl položíme valčeky a škatuľu ťaháme po valčekoch zmení sa veľkosť trecej sily v porovnaní s pokusom č.1?

Pre lepšie pochopenie

Pokus č. 2 Od čoho závisí trecia sila?

Pomôcky: vložky do topánok s rôznymi povrchmi 2ks,telesá na zaťaženie, silomer,

Postup:

• 1. vložky topánok položíme na drevenú dosku stola filcom nadol
• 2. na prvú vložku dáme 1 oceľový valec a na druhú 3 oceľové valce
• 3. silomerom meriame veľkosť trecej sily v obidvoch prípadoch
• 4. jednu vložku topánok položíme filcom a druhú alobalom na dosku stola
• 5. silomerom meriame veľkosť trecej sily v obidvoch prípadoch

Priebeh pokusu:

Závislosť trecej sily od tlakovej sily (obsahy dotýkajúcich sa plôch sú rovnaké)

m = 1 kg

Závislosť trecej sily od akosti povrchov

m = 1 kg

m = 0,5 kg

m = 1 kg

Vysvetlenie:

Tabuľka č.1

Tabuľka č.2

K tabuľke č.1: Pri väčšej záťaži telies sme namerali väčšiu treciu silu, lebo v dôsledku záťaže výbežky jednej plochy viac zapadnú medzi výbežky druhej plochy.

K tabuľke č.2:

Zmena podmienok : Prečo je koeficient statického šmykového trenia (teleso je v pokoji) väčší ako dynamický (teleso je v pohybe)? Napr. ak vložku z topánok nahradíme dreveným kvádrom a posúvame ho po drevenej doske , tak koeficient statického trenia je 0,65 ( kváder je v pokoji) a dynamického 0,30 (kváder je v pohybe)?

Trenie je fyzikálny jav, ktorý vzniká medzi dotýkajúcimi sa plochami. Tieto plochy majú výbežky, ktoré do seba zapadajú a sú brzdou pohybu.

Trecia sila Ft je brzdiacou silou, ktorá pôsobí proti pohybu. Jej veľkosť určíme tak, že teleso ťaháme rovnomerným priamočiarym pohybom po ploche druhého telesa.

V tomto prípade sa trecia sila rovná ťahovej sile, preto meraním ťahovej sily dostaneme treciu silu.

Trecia sila závisí od kolmej tlakovej sily Fn a akosti povrchov,ktoré vystihuje súčiniteľ šmykového trenia f. Vzťah pre výpočet trecej sily: Ft = f . Fn. Nezávisí od obsahu dotýkajúcich sa plôch.

Pokus č.3 Ako zdvihneš fľašu bez dotyku?

Pomôcky: obdĺžnikové pravítko, ryža, plastová fľaša so širším hrdlom

Postup:

• 1. do fľaše nasypeme ryžu
• 2. do ryže prudko zarazíme pravítko

Priebeh pokusu:

Vysvetlenie: Tlak pravítka na ryžu sa nárazom zväčší, zrnká ryže sa pritlačia k sebe , vytlačia vzduch. Tým sa zväčší trenie medzi ryžou fľašou a zrnkami ryže. Pravítko nadvihne fľašu bez dotyku. Ak pravítko upevníme do svorky stojana, zostane visieť aj z fľašou. Podobne ak chceme preniesť z bodu A do bodu B pohár, bez dotyku použijeme balónik, ktorý vsunieme do vnútra a nafúkame ho.

Zmena podmienok: Ak ryžu nahradíme sklenenými guľôčkami zdvihneme pravítkom fľašu?

Pokus č.4 Kúzlo, alebo fyzika?

Pomôcky: plastové veľké kinder vajíčka 2ks a malé 1ks, ihla, špagát

Postup:

• 1. do stredu podstáv väčších kinderiek urobíme ihlou otvory pre špagát
• 2. cez otvory prevlečieme špagát
• 3. do jedného z kinderiek vložíme menšie kinderko
• 4. kinderká uzatvoríme
• 5. špagát uvoľníme a pozorujeme pohyb obidvoch kinderiek
• 6. špagát napneme a pozorujeme pohyb len jedného kinderka

Priebeh pokusu:

Vysvetlenie: Ak je špagát uvoľnený pohybujú sa smerom nadol obidve kinderká, lebo špagát a malé kinderko sa nedotýkajú, nepôsobí medzi nimi trecia sila. Po napnutí špagátu sa kinderko s ním dotýka, vzniká trecia sila, ktorá brzdí pohyb aj veľkého kinderka.

Zmena podmienok: Ak špagát na ktorých sú nasunuté kinderká nasiakne olejom, ako sa zmení pohyb kinderiek?