De ce stau cuiele înfipte în perete?

De ce alunecăm pe gheaţă? De ce nu putem ţine un peşte în mână? De ce se tocesc tălpile pantofilor? Şi întrebările ar putea continua. Răspunsul este unul singur: forţa de frecare.

Să facem un experiment simplu.O bilă aflată pe un covor, este lovită cu o forţă. Bila se va mişca, la început cu o viteză mai mare, iar în timp, viteza va scădea, până când se va opri. Scăderea vitezei este cauzată de o forţă, care depinde de natura suprafeţei ( de asperităţile acesteia), care se numeşte forţă de frecare.

Forţa de frecare ( Ff ) este forţa care apare la suprafaţa de contact dintre două corpuri şi care se opune mişcării unui corp faţă de celălalt. Ea produce frânarea unui corp faţă de altul, această forţă având aceeaşi direcţie cu mişcarea, dar sens opus ei ( figura 1 ).

fr1
figura 1

Deci ,cu cât forţa de frecare este mai mare, cu atât corpul se mişcă mai greu, iar când forţa de frecare este mai mică şi corpul se mişcă mai uşor.

Clasificarea forţelor de frecare se face în funcţie de felul în care are loc mişcarea corpului:

  • când corpul se deplasează prin alunecare, forţa de frecare este de alunecare;
  • când deplasarea corpului este prin rostogolire, forţa de frecare este de rostogolire.

Ca să înţelegem diferenţa dintre ele, să facem un experiment. Pe aceeaşi suprafaţă , împingem cu aceeaşi forţă, un cub şi o bilă, având amândouă aceeaşi masă. Care dintre ele se va opri mai repede şi de ce? Răspunsul este: cubul, pentru că forţa de frecare dintre el şi covor este mai mare decât forţa de frecare dintre bilă şi covor, frânarea cubului fiind mai mare, acesta se opreşte mai repede.

Concluzia care se trage de aici este că forţa de frecare de alunecare este mai mare decât forţa de frecare de rostogolire. Aşa se explică de ce mingea este sferică şi nu cubică, sau de ce roata are formă de cerc şi nu de pătrat.

Forţa de frecare poate fi folositoare ,dar şi dăunătoare, depinde din ce perspectivă vedem lucrurile. Dacă nu ar exista frecare, mersul nu ar fi posibil. Aţi văzut că pe gheaţă nu ne putem deplasa pentru că forţa de frecare dintre talpa piciorului şi aceasta este foarte mică şi mişcarea nu este frânată. Pe asfalt, forţa de frecare fiind mai mare, piciorul se mişcă mai greu şi îl putem controla mai uşor.

Oamenii au apelat la tot felul de “trucuri” pentru a mări sau a micşora forţa de frecare.

Schiurile sunt frecate cu o ceară specială, pentru ca forţa de frecare dintre ele şi zăpadă să fie cât mai mică şi efortul de a se deplasa al schiorului să fie redus.Opusul schiurilor, îl constituie roţile maşinilor. Pneurile de vară ale acestora  ( figura 2 )  sunt schimbate iarna, cu unele cu striaţii mai proeminente ( figura 3 ), pentru a creşte forţa de frecare dintre roată şi zăpadă. (Pe zapadă  forţa de frecare este mai mică decât pe asfalt).

fr2
figura 2
fr3
figura 3

 

De ce când plouă numărul accidentelor de circulaţie este mai mare? Apa face să scadă forţa de frecare dintre roţi şi şosea, astfel şoferii nu mai pot controla cu uşurinţă mişcarea maşinii.

De ce nu putem ţine în mână un peşte ? Pentru că forţa de frecare dintre el şi mână fiind foarte mică, peştele se mişcă uşor faţa de mână. Aşa se explică de ce gimnaştii , înainte de executarea exerciţiilor, îşi acoperă palmele cu pudră de talc. Astfel, creşte forţa de frecare şi riscul de a aluneca mâna la contactul cu aparatul, este mic.

La polul opus se află cei care fac masaj. Ei folosesc uleiuri cu care îşi acoperă mâinile pentru ca acestea să se mişte uşor pe suprafaţa corpului, iar masajul să nu dăuneze pielii.

Dacă peste zi , degetele de la mână se umflă şi inelele nu pot fi scoase, se aplică pe ele un strat de săpun, care are rolul de a micşora frecarea dintre deget şi inel şi a favoriza mişcarea.

De ce andrelele bunicii erau confecţionate din metal şlefuit ( figura 4 )? Pentru ca forţa de frecare dintre fir şi andrea să fie mică şi ochiurile de lână să se mişte uşor de pe o andrea pe alta.

fr4
figura 4

De ce un şnur de mătase se deznoadă mai uşor decât unul din bumbac? Pentru că în cazul bumbacului, forţa de frecare este mai mare decât în cazul mătăsii.

De ce prin călcare, ţesăturile se destramă mai greu? Prin călcare, firele se presează, se apropie între ele şi se măreşte forţa de frecare.

Pe basoreliefurile egiptene se vede că transportul corpurilor grele se făcea cu un fel de sanie, iar în faţa ei se vad oameni care udă pământul. Ce semnifică acest lucru?  Forţa de frecare de alunecare, pe pământ uscat este foarte mare. Apa are rolul unei “unsori”, care micşorează frecarea dintre tălpile saniei şi pământ.

În epoca de piatră, oamenii au descoperit că pot deplasa corpuri grele cu efort mai mic, dacă le aşează pe buturugi rotunde ( figura 5 ). Astfel, au înlocuit forţa de frecare de alunecare cu cea de rostogolire, care fiind mai mică, duce la scăderea efortului depus pentru mişcarea corpului.

fr5
figura 5

Din ce cauză se tocesc piesele aflate în mişcare , ale utilajelor? Vinovată este tot forţa de frecare. În tehnică, pentru a  micşora forţa de frecare, se ung suprafeţele de contact dintre piese, cu un strat de ulei sau vaselină. O altă metodă este aceea de a înlocui forţa de frecare de alunecare cu cea de rostogolire.

De exemplu, în cazul roţilor unui vehicul, între roţi şi suprafaţa pe care se mişcă, se exercită frecare de rostogolire. , dar între osia roţii şi lagar se exercită forţă de frecare de alunecare. Pentru a micşora această frecare, se folosesc rulmenţi. Rulmentul ( figura 6 ) este un ansamblu de doua inele concentrice, din oţel, între care sunt aşezate bile. Inelul interior este fixat pe axul roţii, iar cel exterior se fixează în roată. Lagărele cu rulmenţi ( figura 7 ) sunt utilizate la: tractoare, motoare electrice, strunguri, automobile, biciclete.

fr6
figura 6

 

fr7
figura 7

De ce nu putem şterge cu guma scrisul de pe o foaie de hârtie aşezată pe masă, decât dacă ţinem hârtia cu mâna? Aici apar doua forţe de frecare, între gumă şi hârtie şi între hârtie şi masă. Cum cea de-a doua este mai mică decât prima, hârtia se mişcă pe masă odată cu guma.

Sper că v-am convins cât de importantă este forţa de frecare pentru viaţa noastră. Existenţa ei face posibil ca şi cuiele să rămână înfipte în perete.

 

 

 

 

 

 

17 thoughts on “De ce stau cuiele înfipte în perete?

  1. Acum ca le recitesc imi aduc aminte de toate lectiile interesante de la clasa. Un super articol, ca toate celelalte.

    Like

  2. Este de-a dreptul uluitor, desi nu mi-am pus nicodata intrabarea de ce alunecam pe gheata am fost fascinat sa aflu raspunsul la aceasta intrebare si a fost minunat sa citesc acest articol si sa aflu si alte lucrui , inca o data ma fascinati si imi doresc si mai mult sa citesc si urmatorul articol.

    Like

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s