Kľúčový rozdiel – klzné a valivé trenie
Kľúčový rozdiel medzi klzným a valivým trením je v tom, že klzné trenie možno považovať za typ trenia, zatiaľ čo valivé trenie nemožno považovať za trenie. Mnoho študentov však často nesprávne chápe valivé trenie ako typ trenia. Pred analýzou rozdielov medzi klzným a valivým trením najprv stručne pohovorme o tom, čo je trenie. Zjednodušene povedané, trenie je sila, ktorá odoláva relatívnemu pohybu susedných predmetov, ktoré sa navzájom posúvajú.
Čo je klzné trenie?
Klzné trenie je ľahko pochopiteľné a veľmi bežný koncept. V skutočnom živote nemôžeme nájsť dokonale hladký povrch. Keď sa predmet kĺže po akomkoľvek povrchu, zažije spätnú silu v dôsledku relatívneho pohybu medzi dvoma susednými povrchmi. Klzné trenie pôsobí vždy proti pohybu. Môžeme zažiť klzné trenie, keď sa pokúšame posúvať predmet, ako je napríklad skriňa, po rovnej podlahe. Tu nemusíme pracovať proti gravitácii, takže odpor, ktorý tu cítime, je klzné trenie. Navyše v statickej situácii je aplikovaná sila, ktorá sa pokúša posúvať objekt, vždy rovná treniu pôsobiacemu na objekt. Keď postupne zvyšujeme aplikovanú silu, príde určitý moment, kedy sa objekt začne pohybovať v smere vonkajšej sily. Trenie, ktoré pôsobí proti pohybu, zostáva potom konštantné. Keďže objekt kĺže po povrchu, môžeme trenie premenovať na klzné trenie.
Čo je valivé trenie?
Vynález kruhového kolesa je považovaný za míľnik ľudstva. Myšlienka kotúľať predmet je pôvodom prvého kolesa. Valivé trenie je sila, ktorá bráni pohybu, keď sa predmet valí po povrchu. Keď sa teleso dokonale odvaľuje po povrchu, teoreticky neexistuje žiadne klzné trenie medzi týmto predmetom a povrchom. Ale v reálnom živote, v dôsledku elastických vlastností, telo aj povrch podliehajú deformáciám. Zamyslite sa nad kolesom bicykla na asf altovom koberci. Tam máme skôr kontaktnú oblasť ako kontaktný bod. V oblasti kontaktu kolesa a koberca sa koleso vyrovná a vytvorí na povrchu malú ryhu. Normálna sila sa potom rozloží po celej kontaktnej ploche a reakčné vektory sa postupne aglomerujú v priekope proti pohybu. Tento koncept môžeme aplikovať aj na koleso vlaku na koľajnici. Oceľ spôsobuje menšiu deformáciu ako guma. Takže v porovnaní s kolesom bicykla má koleso vlaku menšie valivé trenie.
Aký je rozdiel medzi kĺzavým a valivým trením?
Definícia klzného a valivého trenia
Klzné trenie: Klzné trenie je odpor, ktorý vytvárajú dva predmety kĺzavé proti sebe.
Valivé trenie: Valivé trenie je sila, ktorá odoláva pohybu, keď sa predmet kotúľa po povrchu.
Charakteristiky klzného a valivého trenia
Typ trenia
Klzné trenie: Klzné trenie možno akceptovať ako typ trenia.
Valivé trenie: Valivé trenie je odporová sila, ale nie typ trenia. Majte na pamäti, že nie všetky odporové sily možno nazvať trením.
Typ odporu
Klzné trenie: Klzné trenie pôsobí ako spätná vonkajšia sila pozdĺž kontaktnej plochy na zastavenie relatívneho pohybu.
Valivé trenie: Valivé trenie je sila, ktorá sa pokúša zastaviť valivý pohyb generovaním spätného krútiaceho momentu.
Veľkosť odporu
Klzné trenie: Vo väčšine moderných aplikácií je klzné trenie medzi hriadeľom a kolesom nahradené valivým trením pomocou guľôčkových ložísk. Tieto ložiská nájdete dokonca aj v kolese bicykla.
Valivé trenie: Valivé trenie je oveľa menšie ako klzné trenie. Je jednoduchšie kotúľať koleso, ako ho posúvať po zemi. Koleso môže prejsť väčšiu vzdialenosť, keď sa posúva.
