Трение – это сопротивление скольжению двух материалов прижатых друг к другу. Оно образуется из-за небольших дефектов соприкасающихся поверхностей и пропорционально силе, удерживающей объекты вместе.
Поскольку в условиях невесомости нет силы, притягивающей один объект к другому, на трение может влиять только окружающая среда.
Итак, да, в вакууме или пространстве трение есть, и в этой статье попробуем разобраться чем оно вызвано.
Что такое трение?
Трение – это сопротивление, с которым сталкивается тело при движении вдоль другого тела. В некоторых случаях трение желательно. Колеса локомотива не могли бы двигать состав в случае нулевого трения, а ремни передач не могли бы передавать энергию крутящимся элементам.
С другой стороны, в движущихся частях машины трение желательно минимизировать, чтоб избежать быстрого износа и поломки оборудования. Поэтому роль подшипников и смазочных материалов играет важную роль в снижении трения.
Какие факторы ответственны за трение?
На трение влияет гладкость соприкасающихся поверхностей. При перемещении двух шероховатых поверхностей требуется больше силы, чем при перемещении двух гладких поверхностей. Однако гладкость уменьшает трение, но не устраняет его совсем. Фактически, трение между двумя гладкими поверхностями будет увеличиваться при увеличении притягательных электростатических сил между их атомами.
Величина площади поверхности в контакте между движущимися телами или их относительные скорости не влияют на трение. Однако величина сил, удерживающих тела вместе, является важным фактором. Когда тело движется по горизонтальной поверхности, оно оказывает силу, равную его весу, то есть гравитационному притяжению, по мере роста веса тела увеличивается и сопротивление, которое оно оказывает относительному движению соприкасающихся поверхностей.
Три элемента определяют силу трения между двумя телами:
– сцепление между их поверхностями,
– шероховатость поверхностей,
– деформация тела.
Трение на Земле
Каждый день мы сталкиваемся с этим явлением. Без него мы не смогли бы двигаться, останавливаться, разжигать огонь и выполнять другие повседневные действия. Вот наиболее типичные случаи использования трения в повседневной жизни.
– Зажигание спички. Мы чиркает головкой спички о шероховатую поверхность на коробке. Часть энергии движения преобразуется в тепло, и горючая смесь на головке спички вспыхивает. (То же самое и с зажигалкой. Только там колесико трется о кремень и вышибает искру.)
– Гвоздь в стене. Сцепление, удерживающее гвоздь на месте, создается трением между гвоздем и стеной. Не будь этого сцепления гвоздь вываливался бы из дырки каждый раз, как только мы его туда вбивали бы.
– Хождение по дороге. Когда мы ходим, сцепление наших подошв с асфальтом помогает нам двигаться вперед. Наши ноги оказывают обратное усилие, которому противодействует сила трения, которая толкает нас вперед. Вот почему некоторые кроссовки оснащены мощными захватами, а, в некоторых случаях, и шипами.
– Трение приводит к износу крутящихся деталей, например, втулки в велосипеде. Для уменьшения их износа обычно используются смазочные материалы или жидкости.
Есть ли трение в пустом пространстве?
Космический вакуум не лишен молекул. Здесь нет идеального вакуума. Когда космический корабль путешествует в космосе, он сталкивается с атомами газа. Эти атомы тормозят корабль из-за чего часть его кинетической энергии рассеивается.
Конечно, мы можем не обращать внимание на сопротивление в космосе, поскольку оно незначительно. Однако бывают моменты, когда игнорировать его уже не получается.
Какие силы действуют в космическом пространстве?
В природе существуют четыре силы. Две из них хорошо известны. Например, гравитация – сила, притягивающая людей к поверхности и удерживающая планеты на орбитах около Солнца. Или электромагнетизм – сила, которая управляющая тем, как материя реагирует на электричество и магнетизм.
Но есть и менее известные силы. Обе влияют только на ядра атомов. Сильная ядерная сила – это то, что удерживает атомы вместе и слабое ядерное взаимодействие, отвечающее за контроль определенных типов радиоактивного распада. Например, археологи используют радиоуглеродное датирование, чтобы определить возраст предмета.
На разных расстояниях каждая из этих сил имеет разную величину. Гравитационные силы, например, чрезвычайно слабы в масштабах атома, там доминируют электрические силы. Зато в космосе гравитация имеет огромное влияние.
Пребывание в космосе не изменяет принципы физики; однако оно устраняет псевдосилы, такие как те, которые вызваны давлением воздуха. Если вы находитесь достаточно далеко от других тел, четыре фундаментальные силы могут стать незначительными (но они всегда будут присутствовать).
Существует ли какая-либо сила в вакууме или пространстве?
Гравитация – это существенная сила, воздействующая на все в космосе, и она существует повсюду во Вселенной. Поскольку она воздействует на объекты, которые не касаются друг друга, например, Солнце и планеты, ее считают неконтактной силой.
Поскольку в космосе нет сопротивления воздуха, предметы падают с одинаковой скоростью, и перышко, и металлический шарик. В вакууме действует гравитация, заставляя все объекты опускаться с одинаковой скоростью, независимо от массы.
Заключение
Да, трение будет, когда две поверхности в пространстве трутся друг о друга. Трение – это поверхностный эффект, возникающий из-за сопротивления, возникающего между двумя поверхностями, соприкасающимися друг с другом. Для этого не требуется присутствие воздуха. Также будет сила, подобная сопротивлению воздуха от относительно разреженного газа в космосе, но она будет минимальной, потому что пространство — это почти идеальный вакуум.
