С илы трения. Коэффициент трения. Трение в жидкостях и газах. Учёт и использование трения в быту и технике.
1. Сила трения
Силой
трения называется сила, возникающая
при соприкосновении поверхностей двух
тел и препятствующая взаимному
перемещению. Она приложена к телу вдоль
поверхности их соприкосновения и
направлена против силы сдвигающей тело
или относительной скорости перемещения.
Поверхность твердого тела даже хорошо отшлифованного, далеко неровная. На ней имеются микро выступы и впадины. При желании сдвинуть тела относительно друг друга выступы деформируются, и возникает сила упругости, дающая силу трения. Также в местах близкого расположения молекул одного тела и молекул второго тела возникают силы притяжения между молекулами разных тел. Это тоже препятствует движению. Итак, силы трения – это силы электромагнитной природы.
Предположим, что у вас в комнате стоит шкаф. На него действуют силы тяжести и сила реакции опоры. Вы хотите передвинуть шкаф на другое место и прикладываете силу тяги, Fтяги, но шкаф остается на месте. Если шкаф остается на месте, то возникла сила равная, противоположная по направлению Fтяги. Это сила трения покоя Fтр. Вы прикладываете еще большую силу, но все безрезультатно. Значит, сила трения покоя тоже возросла. Сила трения покоя может, изменятся от 0 до некоторого максимального значения. Вы позвали на помощь родителей и сдвинули шкаф. Но все равно передвигать его тяжело. На тело действует сила трения скольжения. Она постоянна. Сила трения скольжения равна максимальной силе трения покоя Fтр= Fтр покоя max и как показывают опыты зависит от величины прижимающей силы и рода и качества поверхности.
Fтр= μN, где N – cила реакции опоры
μ – коэффициент трения-скольжения.
С
ила
трения-скольжения прямо пропорциональна
силе нормального давления и не зависит
от площади соприкосновения.
Для уменьшения трения применяется
смазка. Между соприкасающимися
поверхностями помещают жидкость (масло).
Сила жидкого трения много меньше сухого
трения. Например, находясь в лодке, вы
легко можете, оттолкнутся шестом от
берега и двигаться, если лодка на берегу
шест вам не поможет.
Сила трения может быть как полезной, так и вредной. С помощью силы трения покоя мы ходим, автомобиль отталкивается колесами от дороги, но колеса автомобиля находятся на осях, подшипниках, трение которых нежелательно.
Пример: С каким максимальным ускорением может двигаться достаточно мощный автомобиль, если коэффициент трения скольжения равен 0,3
Дано: =0,3 аmax=? |
|
Автомобиль движется за счёт силы трения покоя. Максимальная сила покоя равна силе трения скольжения. Силу трения скольжения найдём по формуле Fтр=N. При движении по горизонтальной поверхности сила реакции опоры по модулю равна силе тяжести, а сила тяжести |
равна FT=mG или FT=mg, отсюда Fтр=mg. Если колесо не проскальзывает (точки соприкосновения находятся в относительном покое), то Fтяги=Fтр, однако автомобиль движется с ускорением, поэтому Fтяги=ma, отсюда имеем ma = mg a = g. amax= 0,3x9,8 3м/с2.
Ответ: Автомобиль может двигаться с наибольшем ускорением 3м/с2 |
||
