Для начала давайте ответим на вопрос "что же такое сила трения?". Сила трения — это сила, возникающая при соприкосновении двух тел и препятствующая их относительному движению. Говоря чуть проще, это сила, благодаря которой существует движение, так как без силы трения люди не могли бы даже ходить. Причиной возникновения трения является шероховатость трущихся поверхностей и взаимодействие молекул этих поверхностей.
Первые работы по открытию силы трения проводил Леонардо да Винчи. Леонардо в 1519 г. утверждал, что сила трения, возникающая при контакте тела с поверхностью другого тела, направлена против направления движения и не зависит от площади контакта. Модель Леонардо была пере открыта через 180 лет Гийомом Амонтоном, а получила окончательную формулировку в работах Шарля Огюстена де Кулона (1781).
В конце XIX века замечательным достижениям, было в исследовании вязкости, то есть трения в жидкостях. Наверное, с доисторических времен известно, что смазанные жиром или даже просто смоченные водой поверхности скользят значительно легче. Смазка трущихся поверхностей применялась с момента зарождения техники, но только О. Рейнольдс в 1886 году дал первую теорию смазки.
А сейчас давайте поговорим о пользе силы трения. Вот вам пару примеров:
- Мы можем носить в руках предметы. Все, что мы берем в руки, не выскальзывает не только потому, что мы крепко держим предмет, а в основном благодаря силе трения.
- Движение с помощью транспорта. Шины автомобилей могут отталкиваться от асфальта и двигать машину только благодаря силе трения. Поезд едет за счет сцепления с рельсами. Самокат, велосипед, ролики и другой транспорт с колесами был бы немыслим без силы трения.
- Борьба с гололедом. По льду ходить затруднительно, а вот по льду, присыпанному песком – другое дело. Благодаря увеличению силы трения, мы можем перемещаться в пространстве даже зимой, когда дороги покрыты льдом.
- Существование предметов. Все предметы соединены не только благодаря силе трения, но она играет очень важную роль. Даже нитки держат нашу одежду благодаря этой силе.
- Предметы могут стоять. Представьте себе мир, где предметы могут только скользить и кататься. Наверно, это было бы чем-то похоже на космос и состояние невесомости. И попытка просто поставить на стол предмет оканчивалась бы провалом, мало того, что он выскальзывает из рук, так даже если бы это и удалось победить, то все равно, при попытке поставить стакан на стол, он бы просто скользил и падал, если бы не существовала сила трения покоя.
- Фрикционные механизмы. Их действие основывается как раз таки на силе трения. В отличие от зубчатых механизмов, фрикционные сцепляются за счет силы трения. И хотя они не так надежны, их применяют в областях, где важна бесшумность работы, например при изготовлении магнитофонов, проигрывателей, спидометров. Хотя нередко их можно встретить в различных станках, где важность имеют, прежде всего, точность регулирования.
- *В промышленности фрикционные передачи используются при изготовлении кузнечно-штамповочных машин и прессового оборудования, транспортировочных устройств, тяговых приборов с приводом и станков для обработки заготовок из металла.
- Защита Земли от комет и метеоритов. За счет силы трения они сгорают еще до того, как успевают приблизиться к земле. Но сила трения спасает нас только от маленьких метеоритов, у больших метеоритов все-таки, получается, долететь до Земли.
- Механизмы перегреваются. За счет силы трения возникает лишняя энергия, которая становится теплом, а затем нагревает элементы механизма, благодаря этому наши предки могли добывать огонь
Но все-таки такая полезная вещь, как сила трения, имеет отрицательные стороны:
- Она мешает движению тяжелых предметов. Чем меньше сила трения, тем легче сдвинуть предмет. Только вот в обычной жизни сила трения стандартная, что усложняет нам жизнь, когда нужно передвинуть какой-нибудь тяжелый предмет. Например, при переезде, мы должны переносить тяжелые вещи, некоторые даже по земле, вот тут нам и вредит сила трения.
- Предметы электризуются из-за силы трения (или же обрезывается статическое электричество). Конечно, в электризации предметов есть плюсы, но согласитесь, когда одежда бьется током и прилипает к телу, все-таки приятного в этом мало.
- Механизмы изнашиваются. Да и не только механизмы: подошва ваших любимых кед стирается, каменные ступеньки становятся скользкими, веревки перетираются, на носках появляются дырки – все это результат работы силы трения.
- Невозможность создания вечного двигателя. Вечный двигатель – безумная мечта миллионов ученых за все время существования науки. Но недостижимая, потому что сила трения рано или поздно заставляет механизм остановиться.
- Механизмы перегреваются. За счет силы трения возникает лишняя энергия, которая становится теплом, а затем нагревает элементы механизма. В некоторых случаях это может даже привести к возгоранию.
Несмотря на эти минусы, эта физическая сила – одна из важнейших вещей, которые существуют на нашей планете. Без этой физической величины наш мир был бы совершенно непохожим на тот, который мы знаем. Да, несомненно, есть какие-то мелкие минусы, но минусов было бы намного больше, если бы силы трения не существовало. Все продуманно и подчиняется определенным законам, которые создают для нас тот мир, который мы привыкли видеть.