Tření

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
(přesměrováno z Součinitel smykového tření)
Skočit na: Navigace, Hledání
Tento článek je o mechanice. O rybách pojednává článek tření (ryby).

Tření je jev, který vzniká při pohybu tělesa v těsném kontaktu s jiným tělesem. Většinou se třením míní tření mezi pevnými tělesy. Tření s kapalnými nebo plynnými tělesy se označuje jako odpor prostředí. Při každém tření existuje třecí síla, která působí vždy proti pohybu (příp. proti změně klidového stavu u klidového tření). Práce potřebná k překonání této se mění převážně v teplo (přesněji řečeno v přírůstek vnitřní energie, což se projeví zpravidla zvýšením teploty).

Reálná tělesa, která se vůči sobě pohybují v kontaktu, mohou následkem toho podléhat opotřebení. Je-li to žádoucí, je možno snížit třecí sílu a opotřebení mazáním třecích ploch vhodným mazivem. Studiem tření, mazání a opotřebení reálných těles se zabývá vědní obor tribologie.

Smykové tření[editovat | editovat zdroj]

Smykové tření (vlečné tření, kinematické tření) je tření, které vzniká mezi tělesy při jejich posuvném pohybu.

Třecí síla při smykovém tření má velikost:

,

kde je činitel smykového tření, je kolmá tlaková síla mezi tělesy (např. tíha tělesa). (Název je činitel, protože má rozměr 1.)

Třecí síla je pro poměrně velký rozsah rychlostí přímo úměrná kolmé tlakové síle (tzv. Amontonsův 1. zákon tření)[pozn. 1]. Avšak při uvádění tělesa do pohybu (za jinak stejných podmínek) je tření větší než u tělesa pohybujícího se. Rozlišuje se proto smykové tření, klidové (statické) a za pohybu (kinematické). Stejným způsobem rozlišujeme také činitele tření na statický a kinematický . Velikost smykového tření za pohybu pro dva dané povrchy je obvykle (není to pravidlem) menší než velikost smykového tření v klidu pro stejné dva povrchy, tzn. . Závislost činitele smykového tření na rychlosti se projevuje tím, že pokud se začne těleso pohybovat po nakloněné rovině, je zrychlení větší, než bychom očekávali pro daný činitel tření za klidu , neboť uvedením tělesa do pohybu došlo ke snížení hodnoty činitele tření.

Třecí síla je vždy orientována proti pohybu těles. Pro malé rychlosti lze zcela zanedbat závislost smykového tření na rychlosti a v takovém případě hovoříme o tzv. suchém (Coulombově) tření. Velikost smykového tření také nezávisí na velikosti plochy styku obou těles (tzv. Amontonsův 2. zákon tření).[pozn. 1]

Činitel smykového tření[editovat | editovat zdroj]

Činitel smykového tření je fyzikální veličina, která udává poměr třecí síly a kolmé tlakové síly mezi tělesy při smykovém tření.

Hodnota činitele smykového tření závisí na konkrétní dvojici látek na povrchu a drsnosti těles, mezi nimiž smykové tření probíhá. Je obvykle menší než činitel klidového tření.

Značení[editovat | editovat zdroj]

Příklady hodnot činitele smykového tření[editovat | editovat zdroj]

Rozhraní Součinitel tření[zdroj?]
ocel-ocel 0,1
ocel-dřevo 0,35
dřevo-dřevo 0,3
ocel-led 0,027
dřevo-led 0,035

Klidové tření[editovat | editovat zdroj]

Klidové tření (statické tření) je tření, vznikající mezi tělesy, která se vzhledem k sobě nepohybují - jsou v klidu. Jedná se o speciální případ smykového tření.

Klidová třecí síla Ft má velikost:

,

kde f0 je činitel klidového tření, Fn je kolmá tlaková síla mezi tělesy (např. tíha tělesa). Klidové tření bývá větší než smykové tření mezi stejnými tělesy.

Činitel klidového tření[editovat | editovat zdroj]

Činitel klidového tření je fyzikální veličina, která udává poměr třecí síly a kolmé tlakové síly mezi tělesy při klidovém tření. Jeho hodnoty závisí na konkrétní dvojici látek na povrchu těles, mezi kterými má tření vznikat. Často bývá větší než činitel smykového tření pro stejná tělesa.

Značení[editovat | editovat zdroj]

Příklad hodnot činitele klidového tření[editovat | editovat zdroj]

Rozhraní Činitel tření[zdroj?]
ocel-ocel 0,15
ocel-dřevo 0,65
pryž-led 0,15
pryž-mokrý asfalt 0,35
pryž-suchý asfalt 0,55

Valivý odpor[editovat | editovat zdroj]

Valivý odpor při deformaci podložky
Valivý odpor a rameno valivého odporu při deformaci kola

Valivý odpor (valivé tření) je druh tření, které vzniká mezi tělesem kruhového průřezu při jeho valivém pohybu a podložkou.

Velikost valivého odporu Ft je:

,

kde ξ (ksí) je rameno valivého odporu, Fn je kolmá tlaková síla mezi tělesy (např. tíha tělesa), R je poloměr průřezu tělesa.

Valivý odpor je pro stejnou přítlačnou sílu Fn výrazně menší než smykové tření.

Rameno valivého odporu[editovat | editovat zdroj]

Rameno valivého odporu (součinitel valivého tření) je fyzikální veličina, která udává poměr velikosti valivého odporu a kolmé tlakové síly mezi tělesy (podložkou a kolem) při jednotkovém poloměru kola. (Název je součinitel, protože nemá rozměr 1, ale L.) Hodnoty ramena valivého odporu závisí na konkrétní dvojici látek těles, mezi kterými je valivý odpor.

Značení[editovat | editovat zdroj]

  • Značka veličiny:[1] ξ
  • Jednotka SI:[1] metr, značka jednotky: m
  • Další jednotky: centimetr cm, milimetr mm
  • Zjišťování: experimentálně a výpočtem ξ = Fv · R / Fn , kde Fv je velikost valivého odporu, Fn je kolmá tlaková síla mezi tělesy, R je poloměr kola

Příklad hodnot součinitele valivého tření[editovat | editovat zdroj]

Rozhraní Součinitel tření
dřevo-dřevo 0,0008 m
ocel-ocel 0,00003 m
pryžové kolo-asfalt 0,0016 m
ocelové kolo-kolejnice 0,0005 m

Další hodnoty (v mm)[2]

  • nekalená ocel - nekalená ocel: 0,05 až 0,06
  • kalená ocel - kalená ocel (valivá ložiska): 0,001 až 0,005
  • litina - litina: 0,005 až 0,006
  • ocelové kolo - kolejnice: 0,4 až 0,5
  • pneumatika - beton: 1,5 až -2,5
  • pneumatika - asfalt: 2,4 až 4,5

Vnitřní tření[editovat | editovat zdroj]

Související informace naleznete také v článku Vnitřní tření.

Mezi jednotlivými částmi tělesa může docházet (a u reálných těles také dochází) ke tření. Toto tření, ke kterému dochází uvnitř látky, se označuje jako vnitřní. Vnitřní tření se projevuje např. při proudění reálných kapalin. Fyzikální veličina charakterizující vnitřní tření se nazývá viskozita.

Poznámky[editovat | editovat zdroj]

  1. a b Amontonsovy zákony poprvé nastínil již Leonardo da Vinci. Guillaume Amontons publikoval jejich znovuobjevení v r. 1699. Vědeckou obcí však byly plně přijaty až po jejich experimentálním ověření Coulombem v r. 1781.

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. a b c d e f ČSN ISO 80000-4 Veličiny a jednotky - Část 4: Mechanika. Český normalizační institut, 1. duben 2007 (účinnost od 1. 5. 2007)
  2. Lienveber, Řasa, Vávra: Strojnické tabulky, 1999, str. 35

Související články[editovat | editovat zdroj]

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]