Tarcie statyczne a dynamiczne

Cel doświadczenia:

Dlaczego trudno pchnąć stojącą w miejscu szafę? Dlaczego kiedy szafa już ruszy z miejsca można pchać ją z mniejszą siłą?

Dziedzina:

Słowa kluczowe:

Data publikacji:

2018-06-19

Autor:

Magdalena Blicharska

Problem do rozwiązania

Dlaczego trudno pchnąć stojącą w miejscu szafę? Dlaczego kiedy szafa już ruszy z miejsca można pchać ją z mniejszą siłą?

Spis materiałów

  1. Drewniany długi kij np. od szczotki
  2. Tasiemka
  3. Kilka ciężkich, metalowych nakrętek

Etapy przeprowadzania doświadczenia

  1. Kilka metalowych, ciężkich nakrętek lub innych przedmiotów stanowiących obciążenie zawieś na wstążce.
  2. Drewniany kij trzymaj pod kątem i zawieś na nim tasiemkę z nakrętkami. Kąt nachylenia kija nie powinien być zbyt duży, tak aby wstążka z obciążeniem nie zsunęła się od razu.
  3. Delikatnie okręcaj kij dookoła jego osi. Obserwuj co się dzieje kiedy okręcasz kij i kiedy przestajesz. 

Pytania do doświadczenia

  1. Jaka jest różnica pomiędzy tarciem statycznym a dynamicznym?
  2. Kiedy wstążka zaczyna się poruszać? Dlaczego?

Interpretacje wyników

Z tarciem statycznym mamy do czynienia w przypadku, gdy pomimo działającej na ciało siły, ciało to pozostaje w spoczynku względem podłoża. Spoczywające powierzchnie posiadają nierówności, które silnie „utrzymują” oba obiekty ze sobą i trudno jest wprawić takie ciało w ruch. Działając siłą, która przekracza maksymalne tarcie statyczne można wprawić ciało w ruch. Po wprawieniu w ruch, nierówności powierzchni już mniej „wchodzą między siebie” i utrzymują ciało oraz podłoże słabiej, niż w stanie spoczynku.

Próbując poruszyć ciężki przedmiot, na początku zaczynamy pchać, ale on się nie porusza, ponieważ działa siła tarcia przeciwdziałająca naszej sile. Jest to tarcie statyczne. W miarę jak zwiększamy siłę dochodzimy do momentu, w którym przedmiot porusza się. Siła, jaką działamy na przedmiot, w momencie gdy poruszył się z miejsca jest maksymalną wartością tarcia statycznego. Gdy przedmiot jest już w ruchu wtedy mamy do czynienia z tarciem dynamicznym, którego wartość jest mniejsza niż maksymalna wartość tarcia statycznego.

Dlatego przedmiot można teraz pchać z mniejszą siłą a on i tak pozostanie w ruchu. Podobną sytuację obserwujemy w przypadku kija z tasiemką, kiedy kij pozostaje w spoczynku tasiemka się nie porusza, lecz gdy lekko obracamy go tasiemka zaczyna przesuwać się w dół. 

Ciekawostki

  1. Zjawisko tarcia wykorzystywano do rozpalania ognia. Tarcie twardym kawałkiem drewna o bardziej miękki prowadzi do uzyskania wysokiej temperatury. Przyłożenie łatwopalnego materiału do rozgrzanego w ten sposób drewna pozwala wzniecić ogień. 
  1. Zmiana opon na zimowe lub letnie w zależności od pory roku związana jest m.in. z właściwościami materiału z którego te opony są wykonane. Opony letnie składają się z mieszaniny syntetycznego kauczuku i sadzy, są więc elastyczne i zapewniają lepszą przyczepność w dodatnich temperaturach. Ze spadkiem temperatury twardnieją i nie zapewniają odpowiedniego tarcia o podłożę. Opony zimowe zawierają dodatek krzemu, dzięki czemu są bardziej elastyczne w ujemnych temperaturach niż opony letnie i zapewniają lepszą przyczepność.

Powiązane doświadczenia

03.08.2018

Ciepło-zimno!

Problem do rozwiązania Czy możliwe jest pochłanianie ciepła z otoczenia podczas rozpuszczania substancji? Czy możliwe jest wydzielania ciepła do otoczenia podczas rozpuszczania substancji? Doświadczenie ma na celu zapoznać klubowiczów z jednym ze sposobów wymiany energii między układem a otoczeniem oraz kształtować umiejętność rozróżniania reakcji egzo- i endotermicznych. Spis materiałów Soda...
11.02.2020

Zagięta wieża

Problem do rozwiązania Duże ciężary wymagają mocnych podpór. Ale czy zawsze „mocne” konstrukcje muszą być duże i masywne? W tym doświadczeniu klubowicze sprawdzą, kiedy i dlaczego cienkie podpory są wystarczające do udźwignięcia obiektów o wielkiej masie. Wskazówki dla opiekuna Podczas doświadczenia można realizować elementy Podstawy Programowej wychowania przedszkolnego: Obszar...
02.08.2018

Czy Ziemia nosi płaszcz?

Problem do rozwiązania Co wspólnego ma lepkość płynów z płaszczem Ziemi?  Dzięki temu doświadczeniu dowiesz się więcej nie tylko o lepkości płynów, ale również o budowie Ziemi. Spis materiałów kilka słoików 0,5 litrowych korki od wina/ zakrętka od butelki/ kapsel (sprawdź różne przedmioty) woda płynny miód syrop klonowy syrop malinowy...
Wyszukiwanie
Klub Młodego Odkrywcy
Przegląd prywatności

Ta witryna korzysta z plików cookie, aby zapewnić użytkownikom jak najlepszą obsługę. Informacje o plikach cookie są przechowywane w przeglądarce i pełnią takie funkcje, jak rozpoznawanie użytkownika po powrocie na naszą stronę internetową i pomaganie naszemu zespołowi w zrozumieniu, które sekcje witryny są dla niego najbardziej interesujące i przydatne.