Kdo chce posunout po podlaze stůl, musí překonat tření. Jedete-li na kole po rovné silnici, musíte šlapat do pedálů, abyste překonali tření, protože jinak by se kolo za chvíli zastavilo. Auta mají motory především proto, aby překonávaly tření. Na co lidé po celou historii vynakládají nejvíce práce? Asi právě na překonávání tření.

Lidé proto hledali různé způsoby, jak tření zmenšit, a přišli na různé užitečné vynálezy. Nejdůležitější z nich je kolo. Vůz s koly byl prý vynalezen v Mezopotámii asi před 6 000 lety. Nejdřív se nový vynález používal ve válce. Tak vznikly válečné vozy. Kolo není nic samozřejmého. Leckde ho ještě nedávno vůbec neznali. Třeba v Americe před příchodem Evropanů bylo několik vyspělých národů: Mayové, Aztékové, Inkové a další. Znali leccos z astronomie a matematiky, ale nikde na americkém kontinentu nepoužívali k dopravě kolo. Před tisíci lety bylo kolo vzácností i v Evropě. Postupně přicházely i další vynálezy, které tření zmenšovaly. Lidé stavěli rovné silnice, kola mazali kolomazí, vynalezli kuličková ložiska, na kola začali dávat pneumatiky.

Nemůžeme ovšem tření zmenšovat donekonečna. Kdyby totiž nebylo tření mezi koly a vozovkou, nedostali bychom se vůbec nikam. Přesvědčujeme se o tom v zimě, když je náledí. Síly, které působí proti pohybu těles, se nazývají odporové síly. Patří sem tyto druhy tření:

Smykové tření

Podle pokusů Charlese Coulomba (1781) platí, že smykové tření je za mírných rychlostí (0,5 – 5 m/s) nezávislé ani na rychlosti, ani na velikosti styčné plochy. Třecí síla F_t závisí jen na tlakové síle kolmé k podložce, tzv. normálové síle F_n a dále na materiálu a jakosti styčných ploch. Jako reakce na ni se vytvoří síla N, která působí opačným směrem s působištěm v místě dotyku tělesa s podložkou.


Třecí sílu počítáme ze vztahu

Závislost na materiálu a jakosti styčných ploch vyjadřujeme součinitelem smykového tření f, který je při běžných rychlostech stálý. Hodnota součinitele smykového tření se určuje měřením a je uvedena ve fyzikálních tabulkách. Liší se pro různé látky i různé druhy styčných ploch, např. drsných, hladkých a namazaných.

Materiál	f	Materiál	f
Dřevo – dřevo (suché)	0,40	Kov – kov(olej)	0,05
Dřevo – dřevo (namydlené)	0,20	Velmi dobře vyleštěné plochy	0,03
Kov – dubové dřevo (suché)	0,55	Ocel – achát (suché)	0,20
Kov – dubové dřevo (mokré)	0,25	Ocel – achát (olej)	0,11
Kůže - dub	0,32	Ocel – křemen (suché)	0,50
Kůže – kov (suché)	0,56	Pneumatika – beton (suché)	0,70
Kůže – kov (mokré)	0,36	Pneumatika – beton (mokré)	0,25
Kůže – kov (olej)	0,15	Dřevo - kámen	0,40
Kov – kov (suché)	0,17	Teflon - teflon	0,07
Kov – kov (mokré)	0,30	Nylon - nylon	0,25

Při vyšších rychlostech se jeho hodnota snižuje. K tomu je třeba přihlížet při brždění při velkých rychlostech. Kola se sice přestanou otáčet, ale vozidlo klouže dál. Proto je lepší brzdit přerušovaně.

Rozlišujeme statické (působí při přechodu z klidu do pohybu) a dynamické tření (při pohybu). Z experimentů vychází, že statické tření je větší než dynamické přibližně o 20 až 30 %.

Valivé

Příčinou je prohnutí podložky, po které se těleso valí, popř. změna tvaru valeného tělesa, např. pneumatiky. V obrázku je znázorněna normálová síla F_n, která působí v těžišti směrem dolů. Jako reakce na ni se vytvoří síla N, která nepůsobí v těžišti, je posunuta o vzdálenost ξ [ksí] a působí opačným směrem. Tato vzdálenost se nazývá rameno valivého odporu.


Měřením se dá zjistit, že odporová síla při valivém odporu je přímo úměrná normálové síle F_n a nepřímo úměrná poloměru kola R. Odporovou sílu při valivém odporu vypočítáme podle vztahu


Pokud odporová síla při valivém odporu nepřekročí určitou mez, např. kola se nezaboří, je valivý odpor za jinak stejných podmínek menší než třecí síla. K uložení otáčivých částí se proto často používají ložiska, která snižují odporové síly. Proto v praxi často nahrazujeme smýkání valením.

Odkazy:

Gruber, J. Z dějin největšího lidského vynálezu