Na pewno zauważyliście, że przestając pedałować podczas przejażdżki rowerowej rower zacznie zwalniać, aż w końcu zatrzyma się. Dlaczego? Odpowiedzialne za to są opory ruchu – siły, 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.
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.
Przygotowujesz się do sprawdzianu?
Więcej zadań z rozwiązaniami znajdziesz w moim ebooku: Dynamika. Testy Sprawdzające oraz w sekcji sekcji: Testy z dynamiki.
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.
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.
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.
Przestrzeń kosmiczna charakteryzuje się stanem wysokiej próżni i tam opory ruchu powietrza nie występują.
Zadanie
Która z sytuacji opisuje ruch bez oporów.
a) Motocykl poruszający się po piaskach pustyni
b) Kajak spływający w dół rzeki
c) Rakieta lecąca na Marsa
e) Pociąg poruszający się po torach
Rozwiązanie: Odpowiedź c jest prawidłowa. Odpowiedzi a, b, e opisują sytuacje w których na ciała działają siły oporu powietrza i tarcie.
Przygotowujesz się do sprawdzianu? Wiecej zadań z rozwiązaniami z dynamiki znajdziesz w sekcji: Testy z dynamiki.
PRZYDATNY ARTYKUŁ? Udostępnij link innym:
Następny temat:
Testy z dynamiki
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 | Testy z dynamiki