Opory ruchu

Siła tarcia:

Najłatwiej klocek przesuwa się po gładkiej powierzchni stołu, a najtrudniej po powierzchni szorstkiej. Aby wprawić klocek w ruch na gładkiej powierzchni stołu, należy przyłożyć siłę o mniejszej wartości. Szorstka powierzchnia stawia opór ruchowi klocka. Działa, więc na klocek siła przeciwdziałająca. Nazywa się ona siłą tarcia.

Tarcie ma większą wartość, gdy wprawiane jest w ruch ciało znajdujące się w spoczynku (tzw. tarcie statyczne), niż wtedy, gdy ciało już się porusza (tarcie nosi wtedy nazwę dynamicznego). Kierunek siły tarcia jest zawsze zgodny, a zwrot przeciwny do wektora prędkości, z którą ciało się porusza.

Siły tarcia określa się też jako opory ruchu. Tarcie pomiędzy poruszającym się pojazdem a powietrzem określa się jako opór powietrza. Siła oporu powietrza zależy w dużym stopniu od kształtu przedmiotu. Dlatego np. samochody projektuje się tak, aby powietrze je opływało. O kształtach, które zmniejszają siłę powietrza, mówi się, że są opływowe lub aerodynamiczne. W samochodach ciężarowych nad kabiną kierowcy bardzo często montuje się spojlery dachowe, aby zmniejszały opór powietrza.

Zastosowanie tarcia:

W przestrzeni kosmicznej nie ma powietrza, nie ma, więc siły oporu: tarcia. Pojazdy kosmiczne poruszają się ruchem jednostajnym. Używają silników tylko wtedy, gdy chcą zmienić kierunek ruchu. Gdy z dużą prędkością wchodzą w atmosferę ziemską, tarcie pomiędzy nimi a powietrzem jest tak duże, że powoduje rozgrzanie pojazdu do czerwoności.

Tarcie bywa użyteczne. Tarcie pomiędzy hamulcem a kołem, np. rowerowym, sprawia, że koło przestaje się obracać. Im silniej naciśniesz na hamulec, tym mocniej klocki hamulcowe trą o koło i tym szybciej koło się zatrzymuje.

Alpiniści noszą buty na specjalnych – szorstkich przyczepnych – podeszwach. Dzięki sile tarcia takie buty nie ślizgają się po skałach.

Powierzchnie opon samochodowych i nawierzchnie dróg wykonywane są z chropowatych materiałów, aby siła tarcia pomiędzy nimi była jak największa. Zapobiega to poślizgom samochodów. Każdy kierowca powinien dbać o stan opon swojego pojazdu.

Jeśli droga jest oblodzona, wówczas tarcie jest znacznie mniejsze – koła samochodu mają małą przyczepność i ślizgają się.

Tarcie bywa też przeszkodą. Już tysiące lat temu ludzie zorientowali się, że łatwiej przemieszczać ciężary, tocząc je niż przesuwając po ziemi. Gdy ciało się toczy, tarcie jest mniejsze, niż gdy się to ciało przesuwa. Dlatego zaczęto używać koła.

Tarcie występujące między elementami maszyn można zmniejszyć, stosując łożyska. Łożyska kulkowe są to zestawy małych kulek, które trą o siebie z niewielką siłą. Umieszcza je się na złączach różnych elementów. Aby zniwelować – przynajmniej częściowo – tarcie, stosuje się też często pomiędzy ruchomymi częściami maszyn i urządzeń smary, czyli gęste ciecze.