§27 Трение в природе и технике

Трение в одних случаях полезно, в других – вредно. В первом случае его стараются усилить, во втором – ослабить.

Без трения невозможно ходить по земле. В гололедицу, когда трение подошвы и льда уменьшается и ноги начинают скользить, трение искусственно увеличивают – посыпают лёд песком.

На гладкой поверхности буксуют колеса машин. Именно по причине трения останавливается машина при торможении, а на льду она продолжает двигаться по инерции.

Без трения нельзя построить дом: кирпичи, панели перекрытия, балки будут скользить по отношению друг к другу, гвозди – вылезать обратно, а гайки и болты – самопроизвольно откручиваться.

Благодаря трению вьющиеся растения (лианы, бобы, горох) цепляются за опоры, удерживаются на них и тянутся к свету.

В ходе эволюции живые существа приспособились к трению. Покрытое слизью обтекаемое тело рыбы испытывает слабое трение о воду и развивает большую скорость. А щетинистый покров моржей и тюленей, создавая дополнительное трение, даёт им возможность передвигаться по льдинам.

Органы хватания (конечности, хвосты, хоботы) тоже «используют» трение. Чем сила трения выше, тем прочнее будет схвачен предмет. 

Значение силы трения зависит от прижимающей силы: органы хватания либо зажимают добычу с двух сторон, либо многократно обвивают, стягивая с большей силой. Наши «органы хватания» (ладони и ступни) тоже имеют бороздки (папиллярные линии), которые мешают предметам выскользнуть. 

Но порой трение мешает. Из-за трения изнашиваются детали механизмов. Поэтому без смазки в виде моторного масла двигатель автомобиля долго не проработает. 

Чтобы уменьшить силу трения, используют подшипники. В них трение скольжения заменено на трение качение. Устройство шарикового подшипника показано на рисунке.

Поверхности суставов у животных и человека очень гладкие, а сам сустав выделяет «моторное масло» для костей – синовиальную жидкость, которая тоже уменьшает силу трения. А слюна уменьшает силу трения, которое возникает, когда пища перемещается по пищеводу.

Трение мешает и в кулинарии: чтобы пища не пригорала, сковородку смазывают маслом, а посуду покрывают материалами с очень малым трением, такими как тефлон.

Используя трение, древние люди добывали огонь, который использовали для обогрева и готовки пищи. Однако трение может стать причиной нежелательного огня. Например, в жаркий сухой день при сильном ветре трущиеся друг о друга деревянные оси ветряных мельниц могут загореться, как зажигательные палочки в руках пещерного человека. 

Нагревание трением используют в производстве. Если нужно соединить торцы двух стержней, их можно приставить друг к другу и с высокой скоростью вращать один из стержней на станке. Их торцы раскалятся, и после остановки станка получится один сваренный стержень. Такая сварка трением позволяет получать высокопрочные соединения из различных пар металлов.

Вопросы и задания:

1. Приведите примеры, когда трение может быть полезным.

2. Приведите примеры, когда трение вредно.

3. Какие способы увеличения и уменьшения трения вы знаете?