Tarcie (fizyka)

Rozkład sił z uwzględnieniem siły tarcia

Tarcie (pojęcie fizyczne, jeden z oporów ruchu) – całość zjawisk fizycznych towarzyszących przemieszczaniu się względem siebie dwóch ciał fizycznych, stykających się ze sobą (tarcie zewnętrzne) lub elementów tego samego ciała (tarcie wewnętrzne) i powodujących rozpraszanie energii podczas ruchu. Tarcie zewnętrzne występuje na granicy dwóch ciał stałych. Tarcie wewnętrzne występuje przy przepływie zarówno płynów, jak i deformacji ciał stałych.

Siła występująca w zjawiskach tarcia nazywana jest siłą tarcia.

Podział

Podstawowy podział tarcia:

• tarcie zewnętrzne
  • tarcie ślizgowe
    • tarcie spoczynkowe (tarcie statyczne)
    • tarcie ruchowe (tarcie kinetyczne)
  • tarcie toczne
• tarcie wewnętrzne

Podział stosowany w technice uwzględniający występowanie środków smarnych:

• tarcie suche
• tarcie płynne
• tarcie graniczne
• tarcie mieszane

Siła tarcia w różnych przypadkach

W tarciu zewnętrznym suchym zazwyczaj siła tarcia spoczynkowego jest większa lub równa sile tarcia ruchowego:

$T_{s}\geqslant T_{k}.$

Choć zjawiska wywołujące tarcie mają skomplikowana naturę – od czysto mechanicznej po molekularną, matematyczny opis zjawiska jest bardzo prosty.

Jeżeli ciało nie porusza się, to siła tarcia statycznego równoważy siłę wypadkową pozostałych sił działających na ciało, ma jej kierunek, a zwrot przeciwny. Maksymalną wartość siły tarcia statycznego określa wzór:

$T_{s}=\mu N.$

Jeżeli ciało porusza się, to siła tarcia dynamicznego ma kierunek ruchu ciała, zwrot przeciwny do zwrotu wektora prędkości lub wektora przemieszczenia. Wartość tej siły jest równa:

$T_{d}=\mu N,$

gdzie:

$\mu$ – współczynnik tarcia zależny od rodzaju powierzchni stykających się ciał,

$N$ – siła nacisku prostopadła do powierzchni styku ciał.

Gdy ciało porusza się, tak że jego fragmenty mają różne kierunki ruchu względem podłoża (np. złożenie ruchu postępowego i obrotowego), to siły tarcia działające na różne fragmenty ciała też mogą mieć różne kierunki.

Zobacz też

• lepkość

Linki zewnętrzne

• Bartosz Such, Bliżej Nauki: O tarciu w skali nanometrycznej, kanał FAIS UJ na YouTube, 29 kwietnia 2023 [dostęp 2023-11-30].