Opory ruchu: tarcie i opór powietrza

Na pewno zauważyliście, że przestając pedałować podczas przejażdżki rowerowej rower zacznie zwalniać, aż w końcu zatrzyma się. Dlaczego? Odpowiedzialne za to są opory ruchusiły, które przeciwdziałają poruszeniu się ciała.

Zaliczamy do nich między innymi siłę tarcia, działającą na opony roweru oraz siłę oporu powietrza działającą na rower i rowerzystę.

Opory ruchu
Opory ruchy: opór powietrza i tarcie, działające na samochód

1. Siła tarcia

Tarcie to jeden z przykładów oporu ruchu. Tarcie to zjawisko, w którym dwa ciała fizyczne stykają się a przesuwanie ich względem siebie będzie utrudnione przez zaczepiające się o siebie powierzchnie trące. Koło roweru czy powierzchnia asfaltowa mogą się wydawać na pierwszy rzut oka gładkie ale gdy przyjrzymy się im z bliska (lub pod mikroskopem) zobaczymy nierówności i zadziory, które pocierając się o siebie utrudniają ruch.

Siła tarcia to siła przeciwdziałająca ruchowi. Przesuwając ciężką szafę najwięcej siły musimy włożyć w wprawienie ją w ruch. Dlatego też, rozróżniamy dwa rodzaje tarcia: tarcie statyczne i tarcie kinetyczne.

  • Tarcie statyczne – występuję podczas ruszania z miejsca
  • Tarcie dynamiczne – występuje podczas ruchu

Tarcie statyczne i dynamiczne zależy od rodzajów stykających się powierzchni trących oraz siły nacisku. Najczęściej trudniej jest wprawić ciało w ruch niż utrzymać je w ruchu i dlatego najczęściej tarcie statyczne jest większe od tarcia dynamicznego.

Siła tarcia kinetycznego ma kierunek ruchu wzajemnego ciał, a zwrot przeciwny do zwrotu ruchu.

2. Opór powietrza

Opór powietrza to rodzaj oporu ruchu, który może znacząco spowolnić ruch. Opór powietrza jest wynikiem zderzeń poruszającego się ciała z cząsteczkami powietrza.

Opory powietrza zależą bezpośrednio od prędkości ruchu oraz powierzchni czołowej ciała. Im większa prędkość tym opór powietrza będzie większy – dlatego samochody spalają najwięcej podczas szybkiej jazdy na autostradzie. Im mniejsza powierzchnia czołowa tym mniejszy opór powietrza – samochody o areodynamiczym kształcie spalają mniej i mogą rozpędzać się do wyższych prędkości.

Opór powietrza ma kierunek ruchu ciała ale przeciwny zwrot do zwrotu ruchu.

Ciekawostka: Czy wiesz, że spadający swobodnie z rozpostartymi ramionami skoczek spadochronowy może rozpędzić się jedynie do prędkości około 200 km/h? Przy tej prędkości opór powietrza jest już tak duży, że skoczek przestaje przyspieszać.

spadochroniarze
Autor Tony Danbury, licencja cc-by-2.0

Zadanie

Siła oporu powietrza podczas jazdy samochodem głównie zależy od:

a) prędkości pojazdu
b) rodzaju nawierzchni i opon
c) areodynamiki pojazdu
e) ciężaru samochodu

Rozwiązanie: Odpowiedzi a, c są prawidłowe. Odpowiedzi b, e wymieniają czynniki wpływające na siłę tarcia.


PRZYDATNY ARTYKUŁ? Udostępnij link innym:

Facebooktwittermail

Dodaj do Google Classroom

Poprzedni temat:
Siła ciężkości

Pozostałe tematy z działu: dynamika

Pojęcie siły | Siła wypadkowa | Zasady dynamiki Newtona | Pierwsza zasada dynamiki | Druga zasada dynamiki | Trzecia zasada dynamiki | Siła ciężkości | Opory ruchu: tarcie i opór powietrza