Билет №7. Динамометр. Графическое изображение сил. Сложение сил, действующих по одной прямой.

Скорость тела можно изменить только в результате действия другого тела.

Действие одного тела на другое называется силой. F (H)

Для измерения сил используют прибор – динамометр.

Основная его часть – стальная пружина с крючочком, которой придают разную форму в зависимости от назначения прибора. Пружину закрепляют на дощечке, на которую наносят шкалу. Устройство простейшего динамометра основано на сравнении любой силы с силой упругости пружины.

В большинстве случаев, с которыми мы встречаемся в жизни, на тело действует не одна, а сразу несколько сил. Несколько сил, приложенных к телу, можно заменить одной, равноценной по своему действию. Эта сила называется равнодействующей силой.

Равнодействующая сил, направленных по одной прямой в одну сторону, направлена в ту же сторону, а её модуль равен сумме модулей составляющих сил.

R = F₁ + F₂

Например, два мальчика тянут санки.

Равнодействующая сил, направленных по одной прямой в противоположные стороны, направлена в сторону большей по модулю силы, а её модуль равен разности модулей составляющих сил.

R = F₁ - F₂

Например, ученики перетягивают канат.

Если к телу приложены две равные и направленные противоположно силы, то равнодействующая этих сил равна нулю.

R = 0

Тело в этом случае будет находиться в покое или двигаться равномерно и прямолинейно.

Например, человек спускается на парашюте.

Билет №8. Трение. Сила трения. Трение скольжения, качения, покоя. Подшипники.

При соприкосновении движущихся тел с другими телами, а также с частицами вещества окружающей среды возникают силы, препятствующие такому движению. Эти силы называют силами трения. Действие сил трения всегда сопровождается превращением механической энергии во внутреннюю и вызывает нагревание тел и окружающей их среды.

Трение подразделяют на трение покоя, трение скольжения и трение качения.

Трение покоя возникает между неподвижными твердыми телами, когда какое-либо из них пытаются сдвинуть с места. Наблюдения показывают, что сила трения покоя всегда направлена противоположно действующей на тело внешней силе, стремящейся привести это тело в движение. До определенного момента сила трения покоя увеличивается с возрастанием внешней силы. Максимальное значение силы трения покоя пропорционально модулю силы давления, производимого телом на опору, которая по третьему закону Ньютона равна по модулю силе N реакции опоры. Поэтому:

F_тр=μN,

где μ - безразмерный коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом трения покоя. Значение этого коэффициента зависит от материала и состояния трущихся поверхностей.

Трение скольжения возникает при скольжении одного твердого тела по поверхности другого. Если сделать поверхности более гладкими, значение μ уменьшится. Однако уменьшать шероховатость поверхностей можно лишь до определенного предела, так как при очень гладких (например, полированных) поверхностях значение μ вновь увеличивается. Происходит это потому, что молекулы тел с гладкими поверхностями близко подходят друг к другу и силы молекулярного притяжения между ними вызывают "прилипание" тел, препятствующее их скольжению.

Трение качения возникает при качении (без скольжения) твердых тел круглой формы по поверхности других твердых тел.

При прочих равных условиях наибольшим является трение покоя, а наименьшим - трение качения.

В жизни человека силы трения играют важную роль. В одних случаях он их использует, а в других борется с ними. Примеры увеличения трения: посыпают дорожки песком, у растений – цепкие усики, у животных – цепкие хвосты, хобот слона.

С целью уменьшения трения между соприкасающимися поверхностями твердых тел вводят смазку, т. е. вязкую жидкость. При этом трение возникает уже не между твердыми телами, а между слоями смазки, что и приводит к значительному уменьшению силы трения. Другие примеры: подшипники (шариковые, роликовые).