Kluczowa różnica - tarcie ślizgowe a toczne
Kluczowa różnica między tarciem ślizgowym a tocznym polega na tym, że tarcie ślizgowe można uznać za rodzaj tarcia, podczas gdy tarcia tocznego nie można uznać za tarcie. Jednak tarcie toczne jest często błędnie rozumiane przez wielu uczniów jako rodzaj tarcia. Omówmy najpierw krótko, czym jest tarcie, zanim przeanalizujemy różnice między tarciem ślizgowym i tocznym. Mówiąc prościej, tarcie to siła przeciwstawiająca się względnemu ruchowi sąsiednich obiektów ślizgających się względem siebie.
Co to jest tarcie ślizgowe?
Tarcie ślizgowe jest łatwe do zrozumienia i bardzo powszechne. W prawdziwym życiu nie możemy znaleźć idealnie gładkiej powierzchni. Kiedy obiekt ślizga się po dowolnej powierzchni, doświadcza siły wstecznej z powodu względnego ruchu między dwiema sąsiednimi powierzchniami. Tarcie ślizgowe zawsze przeciwdziała ruchowi. Tarcia ślizgowego możemy doświadczyć, gdy próbujemy przesuwać jakiś przedmiot, na przykład szafkę, po płaskiej podłodze - tutaj nie musimy pracować wbrew grawitacji, więc opór, jaki tutaj odczuwamy, to tarcie ślizgowe. Ponadto w sytuacji statycznej przyłożona siła próbująca przesunąć obiekt jest zawsze równa tarciu działającemu na przedmiot. Kiedy stopniowo zwiększamy przyłożoną siłę, przychodzi moment, w którym obiekt zaczyna się poruszać w kierunku siły zewnętrznej. Tarcie przeciwdziałające ruchowi pozostaje potem stałe. Ponieważ obiekt ślizga się po powierzchni, możemy zmienić nazwę tarcia na tarcie ślizgowe.
Co to jest tarcie toczne?
Wynalezienie okrągłego koła jest uważane za kamień milowy ludzkości. Pomysł toczenia obiektu jest źródłem pierwszego koła. Tarcie toczne to siła opierająca się ruchowi, gdy obiekt toczy się po powierzchni. Kiedy ciało toczy się idealnie po powierzchni, teoretycznie nie ma tarcia ślizgowego między tym przedmiotem a powierzchnią. Jednak w rzeczywistości, ze względu na właściwości sprężyste, zarówno korpus, jak i powierzchnia ulegają deformacji. Pomyśl o kole rowerowym na dywanie ze smoły. Mamy tam raczej obszar kontaktowy niż punkt kontaktowy. W miejscu styku koła i wykładziny koło spłaszcza się, tworząc na powierzchni mały rowek. Siła normalna jest następnie rozprowadzana po całym obszarze kontaktu, a wektory reakcji stopniowo gromadzą się w rowie wbrew ruchowi. Możemy zastosować tę koncepcję również do koła pociągu na szynie. Stal powoduje mniejsze odkształcenia niż guma. Zatem w porównaniu z kołem rowerowym koło pociągu ma mniejsze tarcie.
Jaka jest różnica między tarciem ślizgowym a tocznym?
Definicja tarcia ślizgowego i tocznego
Tarcie ślizgowe: Tarcie ślizgowe to opór tworzony przez dwa obiekty ślizgające się względem siebie.
Tarcie toczne: Tarcie toczne to siła opierająca się ruchowi, gdy obiekt toczy się po powierzchni.
Charakterystyka tarcia ślizgowego i tocznego
Rodzaj tarcia
Tarcie ślizgowe: Tarcie ślizgowe można zaakceptować jako rodzaj tarcia.
Tarcie toczne: Tarcie toczne jest siłą oporu, ale nie rodzajem tarcia. Należy pamiętać, że nie wszystkie siły oporu można nazwać tarciem.
Rodzaj oporu
Tarcie ślizgowe: Tarcie ślizgowe działa jak siła zewnętrzna typu backhaul wzdłuż obszaru kontaktu, aby zatrzymać ruch względny.
Tarcie toczne: Tarcie toczne to siła, która usiłuje zatrzymać ruch toczenia poprzez wytworzenie odwrotnego momentu obrotowego.
Wielkość oporu
Tarcie ślizgowe: W większości nowoczesnych zastosowań tarcie ślizgowe między wałem a kołem jest zastępowane tarciem tocznym przy użyciu łożysk kulkowych. Te łożyska można znaleźć nawet w kole rowerowym.
Tarcie toczne: Tarcie toczne jest znacznie mniejsze niż tarcie ślizgowe. Łatwiej jest toczyć koło niż przesuwać je po ziemi. Koło może pokonać większą odległość, gdy się ślizga.
