Číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/21.3811 Název DUM: Brzdné síly Číslo DUM: III/2/FY/2/1/18 Vzdělávací předmět: Fyzika Tematická oblast: Fyzikální veličiny a jejich měření Autor: Mgr. Petra Kejkrtová Anotace: Žák se seznámí s jednotlivými druhy brzdných sil a na čem závisí jejich velikost, naučí se tření využívat v praxi, jak tření zvětšit, nebo naopak zmenšit. Klíčová slova: Brzdné síly, odporová síla, třecí síla, tření v praxi. Metodické pokyny: PC, DTP, metodické pokyny jsou součástí materiálu Druh učebního materiálu: Prezentace doplněná fotografiemi a úkoly. Druh interaktivity: Kombinovaná Cílová skupina: Žák 7. ročníku Datum vzniku DUM: 15.4.2013
Brzdné síly Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Mgr. Petra Kejkrtová. Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozuje Národní ústav pro vzdělávání, školské poradenské zařízení zařízení pro další vzdělávání pedagogických pracovníků (NÚV).
Jaké druhy brzdných sil známe? Existují dva základní druhy brzdných sil. Síla odporová a třecí. Jsou to síly, které nám znemožňují nebo omezují pohyb tělesa. Jedeme na kole a přestaneme šlapat, kolo se po chvíli zastaví. Pustíme po zemi autíčko, nedojede příliš daleko a zastaví se. Chceme vytáhnout hřebík z prkna, ale rukou nám to nejde, kdyby neexistovalo tření mezi podrážkou boty a podlahou, nemohli bychom chodit atd. Všude tady působí brzdné síly. Tyto síly působí proti pohybu tělesa.
Odporová síla Na pohyb tělesa má vliv odporová síla prostředí. Tato síla vzniká při pohybu tělesa v kapalinách nebo plynech. Velikost odporové síly prostředí závisí na rychlosti vzájemného pohybu, na druhu prostředí, na tvaru tělesa, na jakosti povrchu a na průřezu daného tělesa kolmém ke směru pohybu (profilu). Všeobecně platí, že nejmenší odporová síla působí na tělesa aerodynamického tvaru.
Třecí síla Třecí síla působí mezi dvěma tělesy, které se pohybují jedno po druhém. Třecí síla působí i na těleso, které je v klidu a my ho chceme vnější silou uvést do pohybu. Podle vzájemného pohybu těles rozlišujeme tření smykové a valivé. Smykové tření Třecí síla zde vzniká příčinou drsnosti povrchů dotýkajících se těles.
Budeme posouvat kvádry po různém povrchu a sledovat velikost třecí síly. Čím hrubší je povrch, tím větší je třecí síla. Působení síly můžeme zmenšit namazáním stykových ploch.
Budeme posouvat 1, 2 a 3 kvádry po stejném povrchu a měřit třecí sílu. Platí, že čím větší je působící síla na podložku, tím větší je velikost třecí síly.
Budeme posouvat různě naskládané 3 kvádry po stejném povrchu a měřit třecí sílu. Platí, že velikost třecí síly nezávisí na velikosti dotykových ploch.
Porovnáme valivé a smykové tření Valivé tření Vzniká mezi tělesem kruhového průřezu, které se pohybuje po podložce. Smykové tření Smykové tření je způsobeno drsností dotýkajících se povrchů těles. Platí, že při valivém tření je třecí síla mnohem menší než při smykovém tření.
Zapamatujte si! Velikost třecí síly Závisí na drsnosti stykových ploch. Závisí na hmotnosti tělesa. Kolikrát je tíha tělesa větší, tolikrát větší je třecí síla. Nezávisí na velikosti stykových ploch. Při valivém tření je mnohonásobně menší než při smykovém tření.
Využití tření v praxi 1) Kde potřebujeme tření zvětšit? Při brždění u auta, kola, vlaku. Zvětšujeme drsnost ploch nebo hmotnost tělesa. V zimě nosíme boty s hrubou podrážkou. Zimní pneumatiky mají hrubší vzorek. Kleště jsou opatřeny vroubkováním.
2) Kde potřebujeme tření zmenšit? Menší tření vyžadujeme u točivých součástí strojů. Opatříme je ložisky(kuličková, válečková). Malé tření vyžadují lyžaři (voskování lyží), krasobruslaři (hladce upravený led) atd. Menšího tření dosáhneme úpravou povrchů (broušení, leštění), mazáním, nahrazením smykového tření valivým (ložiska).
Otázky a úkoly: 1. Jaké druhy brzdných sil známe? Třecí, odporová. 2. Kdy působí na těleso odporová síla a na čem závisí? Tato síla vzniká při pohybu tělesa kapalinou nebo plynem. Závisí na rychlosti tělesa, povrchu, profilu, na druhu prostředí, na tvaru tělesa. 3. Kdy působí na těleso třecí síla a na čem závisí? Působí mezi tělesy, které se po sobě vzájemně posouvají nebo na těleso v klidu, které chceme uvést do pohybu. Závisí na drsnosti stykových ploch, na hmotnosti tělesa, na druhu tření (smykové, valivé). 4. Kde využíváme tření v praxi? Viz. Prezentace.
Použité zdroje: AUTOR NEUVEDEN. wikimedia: letadlo [online]. [cit. 8.4.2013]. Dostupné pod licencí Public Domain na WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/soubor:jal.747.newcolours.arp.750pix.jpg BELLONA FOUNDATION. wikimedia: ponorka [online]. [cit. 8.4.2013]. Dostupné pod licencí Creative Commons na WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/soubor:typhoon3.jpg LEON BROOKS. wikimedia: kleště [online]. [cit. 8.4.2013]. Dostupné pod licencí Public Domain na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:pliers_tool.jpg LOMBROSO. wikimedia: pneumatika [online]. [cit. 9.4.2013]. Dostupné pod licencí Public Domain na WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/soubor:studless_tire_2.jpg SILBERWOLF. wikimedia: ložisko1 [online]. [cit. 9.4.2013]. Dostupný pod licencí Creative Commons Attribution 2.5 Generic na WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/soubor:four-pointcontact-bearing_din628_type-qj_120-ex.png SILBERWOLF. wikimedia: ložisko2 [online]. [cit. 9.4.2013]. Dostupný pod licencí Creative Commons Attribution 2.5 Generic na WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/soubor:cylindricalroller-bearing_din5412-t1_type-n_120-ex.png SILBERWOLF. wikimedia: ložisko3 [online]. [cit. 10.4.2013]. Dostupný pod licencí Creative Commons Attribution 2.5 Generic na WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/soubor:taperedroller-bearing_din720_120-ex.png Ostatní obrázky autor.