22.4. Зависимость веса тел от географической широты местности.
Г
еографической
широтой местности называют угол между
радиусом Земли, проведенным в
рассматриваемую точку и экваториальной
плоскостью (рис. 41).
На тело, покоящееся относительно Земли, действует сила гравитационного
П
ритяжения
,
направленная к центру Земли, и реакция
поверхности
. Реакция
отклоняется от нормали к поверхности
на угол ,
чтобы равнодействующая реакции
поверхности Земли R
и гравитационной силы давала
центростремительную силу, обеспечивающую
нормальное ускорение при вращении тела
вместе с поверхностью Земли.
С
илу,
равную по величине реакции
и
противоположно ей направленную, называют
весом тела .
В
системе, связанной с Землей, тело
покоится, поэтому необходимо ввести
центробежную силу инерции .
Из силового треугольника, представленного на рис.42, можно определить величину веса тела на географической широте и угол отклонения силы веса тела от радиуса Земли.
Центробежная сила инерции равна:
С
учетом этого получим:
т.е
Так как угол мал, а , получим окончательно:
У
гол
отклонения
легко определить из рис.42.
К ак видно из (167) и (168), вес тела максимален на полюсах и минимален на экваторе. Отклонение силы веса от радиуса Земли максимально на широте /4 и равно нулю на полюсах и экваторе.
23. Силы трения. Сухое трение. Силы трения скольжения.
Сухим (внешним) трением называют силы сопротивления движению , возникающие при относительном двжении одного твёрдого тла по поверхности другого. Силы сопротивления движению определяются наличием микро- и макронеровностей поверхностей трущихся тел и взаимодействием между ими. При скольжении одной твёрдой поверхности по другой в плоскости соприкосновения тел возникают силы, направленные противоположно относительной скорости. Эти силы и называют силами трения скольжения. Основные законы и закономерности для сил трения скольжения получены опытным путём. Закон кулона определяет величину сил трения скольжения:
Fтр = k*N,
Где: Fтр – сила трения скольжения, N – нормальная составляющая реакции поверхности, k – коэффициент трения скольжения. Коэффициент трения скольжения K является безразмерной величиной и определяется природой и состоянием поверхностей трущихся тел. Кроме закона Кулона опытным путём установлен ряд закономерностей для трения скольжения среди которых наиболее часто употребляются следущие:
При попытке сдвинуть одно тело по поверхности другого в плоскости контакта возникают силы сопротивления, изменяющиеся от нуля до предельного значения, называемого силой трения покоя.
С увеличением относительной скорости трущихся тел силы трения сначала убывает , а затем начинают возрастать.
Силы трения тем меньше, чем твёрже трущиеся поверхности.