Kluczowa różnica – tarcie ślizgowe i toczne
Kluczowa różnica między tarciem ślizgowym a tocznym polega na tym, że tarcie ślizgowe można traktować jako rodzaj tarcia, podczas gdy tarcie toczne nie może być uważane za tarcie. Jednak tarcie toczne jest często błędnie rozumiane jako rodzaj tarcia przez wielu uczniów. Najpierw krótko omówmy, czym jest tarcie, zanim przeanalizujemy różnice między tarciem ślizgowym i tocznym. Mówiąc prościej, tarcie to siła przeciwstawiająca się względnemu ruchowi sąsiednich obiektów ślizgających się względem siebie.
Co to jest tarcie ślizgowe?
Tarcie ślizgowe jest łatwe do zrozumienia i jest bardzo powszechną koncepcją. W prawdziwym życiu nie możemy znaleźć idealnie gładkiej powierzchni. Kiedy obiekt ślizga się po dowolnej powierzchni, doświadcza siły wstecznej z powodu względnego ruchu między dwiema sąsiednimi powierzchniami. Tarcie ślizgowe zawsze działa przeciwko ruchowi. Możemy doświadczyć tarcia ślizgowego, gdy próbujemy przesunąć przedmiot, taki jak szafka, po płaskiej podłodze. Tutaj nie musimy działać przeciwko grawitacji, więc opór, który tutaj odczuwamy, jest tarciem ślizgowym. Ponadto w sytuacji statycznej przyłożona siła, która usiłuje przesunąć przedmiot, jest zawsze równa tarciu działającemu na przedmiot. Gdy stopniowo zwiększamy przyłożoną siłę, nadchodzi pewien moment, w którym obiekt zaczyna poruszać się w kierunku siły zewnętrznej. Tarcie, które działa przeciwko ruchowi, pozostaje następnie stałe. Ponieważ obiekt ślizga się po powierzchni, możemy zmienić nazwę tarcia na tarcie ślizgowe.
Co to jest tarcie toczne?
Wynalezienie koła jest uważane za kamień milowy ludzkości. Pomysł na toczenie przedmiotu jest początkiem pierwszego koła. Tarcie toczne to siła, która stawia opór ruchowi, gdy obiekt toczy się po powierzchni. Gdy ciało toczy się idealnie po powierzchni, teoretycznie nie ma tarcia ślizgowego między tym obiektem a powierzchnią. Ale w rzeczywistości, ze względu na właściwości sprężyste, zarówno ciało, jak i powierzchnia ulegają odkształceniom. Pomyśl o kole rowerowym na dywanie ze smoły. Tam mamy raczej strefę kontaktową niż punkt kontaktowy. W obszarze styku koła z wykładziną koło spłaszcza się, tworząc na powierzchni niewielki rowek. Siła normalna jest następnie rozprowadzana na całej powierzchni styku, a wektory reakcji stopniowo aglomerują się w rowie wbrew ruchowi. Możemy zastosować tę koncepcję również do koła pociągu na szynie. Stal powoduje mniejsze odkształcenia niż guma. Tak więc, w porównaniu do koła rowerowego, koło pociągu ma mniejsze tarcie toczne.
Jaka jest różnica między tarciem ślizgowym a tocznym?
Definicja tarcia ślizgowego i tocznego
Tarcia ślizgowe: Tarcie ślizgowe to opór tworzony przez dwa obiekty ślizgające się po sobie.
Tarcia toczne: Tarcie toczne to siła, która stawia opór ruchowi, gdy obiekt toczy się po powierzchni.
Charakterystyka tarcia ślizgowego i tocznego
Rodzaj tarcia
Tarcia ślizgowe: Tarcie ślizgowe może być akceptowane jako rodzaj tarcia.
Tarcia toczne: Tarcie toczne jest siłą oporu, ale nie rodzajem tarcia. Pamiętaj, że nie wszystkie siły oporu można nazwać tarciem.
Rodzaj oporu
Tarcia ślizgowe: Tarcie ślizgowe działa jako zewnętrzna siła powrotna wzdłuż obszaru styku, aby zatrzymać ruch względny.
Tarcie toczne: Tarcie toczne to siła, która próbuje zatrzymać ruch toczny poprzez generowanie wstecznego momentu obrotowego.
Wielkość oporu
Tarcia ślizgowe: W większości nowoczesnych zastosowań tarcie ślizgowe między wałem a kołem jest zastępowane tarciem tocznym przy użyciu łożysk kulkowych. Łożyska te można znaleźć nawet w kole rowerowym.
Tarcia toczne: Tarcie toczne jest znacznie mniejsze niż tarcie ślizgowe. Łatwiej jest toczyć koło niż ślizgać się po ziemi. Koło może przejechać większą odległość, gdy się ślizga.
