В природе и технике трение имеет большое значение. Трение может быть полезным и вредным. Когда оно полезно, его стараются увеличить, когда вредно — уменьшить. Рассмотрим некоторые примеры.
Без трения покоя ни люди, ни животные не могли бы ходить по земле. Действительно, при ходьбе мы отталкиваемся ногами от земли. Когда же трение между подошвой обуви и землей (или льдом) мало, например, в гололедицу, то отталкиваться от земли очень трудно, ноги при этом скользят. Чтобы ноги прохожих не скользили, тротуары посыпают песком. Это увеличивает силу трения между подошвой обуви и льдом.
Не будь трения, предметы выскальзывали бы из рук.
Сила трения останавливает автомобиль при торможении. Без трения покоя он не смог бы и начать движение. Колеса вращались бы, проскальзывали, а автомобиль продолжал бы стоять на месте. Чтобы увеличить трение, поверхность шин у автомобиля делают е ребристыми выступами (рис. 71). Зимой, когда дорога бывает особенно скользкая, на колеса автомобиля надевают специальные цепи.
У многих растений и животных имеются различные органы, служащие для хватания (усики растений, хобот слона, цепкие хвосты лазающих животных). Все они имеют форму, удобную для навивания, и шероховатую поверхность для увеличения трения.
Подумайте и немного пофантазируйте: что бы произошло со всеми нами, если бы в природе вдруг исчезло трение?
Но мы уже говорили, что во многих случаях трение вредно и с ним приходится бороться. Например, во всех машинах из-за трения нагреваются и изнашиваются движущиеся части. Для уменьшения трения соприкасающиеся поверхности делают гладкими, между ними вводят смазку. Чтобы уменьшить трение вращающихся валов машин и станков, их опирают на подшипники. Деталь подшипника, непосредственно соприкасающуюся с валом, называют вкладышем. Вкладыши делают из твердых материалов — бронзы, чугуна или стали, — внутреннюю поверхность их покрывают особыми материалами, чаще всего баббитом1, и. смазывают. На рисунке 72 изображен подшипник, в котором вал 3 превращении скользит по поверхности вкладыша 2. Подшипники такого рода называют подшипниками скольжения.
Мы знаем, что сила трения качения при одинаковой нагрузке значительно меньше силы трения скольжения. На этом явлении основано применение шариковых и роликовых подшипников. В таких подшипниках вращающийся вал не скользит по неподвижному вкладышу подшипника, а катится по нему на стальных шариках или роликах.
Устройство простейших шарикового и роликового подшипников изображено на рисунке 73. Внутреннее кольцо подшипника, изготовленное из твердой стали, насажено на вал. Наружное же кольцо закреплено в корпусе машины. При вращении вала внутреннее кольцо катится на шариках или роликах, находящихся между кольцами.
Замена в машинах подшипников скольжения шариковыми или роликовыми подшипниками позволяет уменьшить силу трения в 20— 30 раз.
Шариковые и роликовые подшипники используют в разнообразных машинах: автомобилях, токарных станках, электрических двигателях, велосипедах и т. д. Без этих подшипников невозможно представить современную промышленность и транспорт.
1. Баббит — сплав свинца или олова с другими металлами.
Вопросы. 1. Какое значение имеет трение в жизни человека и животных? 2. Каково значение трения на транспорте? 3. Какие способы уменьшения трения вы знаете? 4. Для какой цели используют в машинах подшипники? 5. Как устроен подшипник скольжения? шариковый подшипник?