Билет 15. Сила трения.

Силы трения, как и силы упругости, имеют электромагнитную природу, т.е. в основе сил трения лежат электрические силы взаимодействия молекул. Главная особенность сил трения, отличающая их от гравитационных сил и сил упругости, состоит в том, что они зависят от скорости движения тел относительно друг друга. Сила трения покоя – сила, действующая на данное тело со стороны соприкасающегося с ним другого тела вдоль поверхности соприкосновения тел в случае, когда тела покоятся относительно друг друга. Сила трения покоя по модулю равна и направлена противоположно силе, приложенной к телу параллельно поверхности соприкосновения его с другим телом. Если параллельно этой поверхности не действуют никакие силы, то сила трения покоя равна нулю. Максимальное значение силы трения, при котором скольжение еще не наступает, называется максимальной силой трения покоя. Если действующая на покоящееся тело сила хотя бы немного превышает максимальную силу трения покоя, то тело начинает скользить. Максимальное значение модуля силы трения покоя прямо пропорционально модулю силы реакции опоры. Коэффициент трения покоя зависит от материала, из которого изготовлены соприкасающиеся тела, качества обработки их поверхностей, но не зависит от площади их соприкосновения.

Когда тело скользит по поверхности другого тела, на него действует сила трения – сила трения скольжения. Согласно второму закону Ньютона при равномерном движении бруска равнодействующая всех сил, приложенных к нему равна нулю. Сила трения скольжения зависит от силы реакции опоры, от материала соприкасающихся тел и состояния их поверхности. Сила трения скольжения всегда направлена противоположно относительной скорости соприкасающихся тел. Модуль силы трения скольжения зависит и от модуля относительной скорости соприкасающихся тел.

Силы трения действуют между всеми без исключения телами. Сила трения во всех случаях препятствует относительному движению соприкасающихся тел. При некоторых условиях силы трения делают это движение тел просто невозможным. Но роль сил трения – не только тормозить движение тел. В ряде практически очень важных случаев движение не могло бы возникнуть без действия сил трения. На использовании трения покоя основана ременная и фрикционная передача вращения от одного шкива к другому. Трение покоя полезно и во многих других случаях. Не будь трения, мы ничего не могли бы взять в руками. Все предметы выскальзывали из рук. Трение скольжения, как и трение покоя, тоже может быть полезным и вредным. Полезно, например, трение скольжения в тормозных системах сухопутного транспорта, трение скрипичного смычка о струны. Однако во многих случаях трение скольжения вредно. У всех машин из-за трения скольжения происходит нагревание и износ деталей, уменьшается коэффициент полезного действия. Трение – явление, сопровождающее нас везде и повсюду.

Билет 16. Импульс. Закон сохранения импульса.

Импульс материальной точки – величина, равная произведению массы точки на ее скорость. Импульс – величина векторная. Т.к. m>0, то импульс имеет тоже направление, что и скорость. Изменение импульса материальной точки пропорционально приложенной к ней силе и имеет такое же направление, как и сила. Произведение силы на время ее действия называют иногда импульсом силы. Одинаковые изменения импульса материальной точки могут быть получены в результате действия большой силы в течение малого интервала времени или малой силы за большой интервал времени. Импульс системы материальных точек равен векторной сумме импульсов всех точек.

Если сумма внешних сил, действующих на систему, равна нулю, то равно нулю и изменение импульса системы. Это означает, что, какой бы интервал времени мы не взяли, суммарный импульс в начале этого интервала и в его конце один и тот же. Импульс системы остается неизменным, т.е. сохраняется. Закон сохранения импульса формулируется так: если сумма внешних сил, действующих на тела системы, равна нулю, то импульс системы сохраняется. Тела могут только обмениваться импульсами, суммарное же значение импульса не изменяется. Сохраняется векторная сумма импульсов, а не сумма их модулей. Закон сохранения импульса является следствием второго и третьего законов Ньютона. Система тел, на которую не действуют внешние силы, называется замкнутой или изолированной. В замкнутой системе тел импульс сохраняется. Закон сохранения импульса выполняется для любых систем – будь то космические тела, атомы или элементарные частицы.