Як рослини, тварини та людина використовують сили тертя ?

Рослини і тварини постійно використовують сили, що діють у природі. Так, насіння деяких рослин настільки легке, що добре розноситься вітром, насіння інших рослин має шорстку поверхню, завдяки якій чіпляється за хутро звірів і одяг людей і в такий спосіб поширюється на великі відстані.

Завдяки силі тертя в живій природі можливий механічний рух.

Деякі живі організми мають такі форми тіла та його покриви, що дають змогу зменшувати силу тертя під час руху. Наприклад, обтічна форма тіла птаха чи багатьох мешканців водойм зменшує силу тертя під час руху у повітрі чи воді.

6.Виштовхувальна сила.

Зако́н Архіме́да (англ. Archimed’s law; нім. Archimedisches Prinzip n) — основний закон гідростатики, згідно з яким на будь-яке тіло, занурене в рідину або газ, діє виштовхувальна сила, яка дорівнює вазі витисненої даним тілом рідини (газу) і за напрямом протилежна їй і прикладена у центрі мас витісненого об'єму рідини. Згідно із законом Архімеда вага всякого тіла в повітрі менша за вагу його в пустоті на величину, рівну вазі витісненого повітря.

Відкрив закон видатний давньогрецький математик і механік -Архімед.

Якщо сила тяжіння тіла G більша виштовхувальної (Архімедової) сили Р, тобто G > P, то тіло тоне. Якщо G = P, то тіло знаходиться в спокої на тій глибині, на яку воно занурено(плаває). Якщо G< P, то тіло спливає, причому спливання припиниться тоді, коли виштовхувальна сила дорівнюватиме силі тяжіння тіла. Сила тяжіння рідини в об'ємі рівному об’єму зануреної в неї частини тіла називається водовантажністю, а центр ваги цього об'єму – центром водовантажності.

Цей закон також допомагає пояснити поведінку тіла частково зануреного у рідину (плаваюче тіло). Тіло частково занурене у рідину має центр ваги (SC) і центр плавучості (SW). При зміні кута нахилу центр плавучості переміщається, і тіло може повернутися у вихідне положення (стабільний стан) або відхилятись повністю (нестійкий стан). Чи буде тіло стійким чи ні, визначає положення метацентру(MC) (див. рис.). Метацентр — точка перетину осі плавання і вертикальної лінії дії виштовхуючої сили. Вісь плавання — вісь нормальна до площини плавання і проходить через центр тяжіння судна у вихідному його положенні. При невеликих відхиленнях кута положення тіла розміщення метецентру не залежить від кута. Якщо метацентр знаходиться вище від центру ваги тіла під впливом пари сил, що виникає заставляє тіло повернутися до вихідного стану. Якщо ж метацентр буде знаходитись нижче за центр ваги тіла, тіло продовжить відхилятись від стану рівноваги, іншими словами втратить стійкість. Відрізок від метацентру до центру ваги називається метацентричною висотою. Такі розрахунки проводяться, наприклад, при проектуванні суден. Судна повинні бути сконструйовані таким чином, що вони були якнайстійкішими.

7.Сила тиску.

Якщо натиснути на дерев'яний стіл долонею, то дія Вашої руки рівномірно розподілиться по всій поверхні долоні і не спричинить помітної дії на стіл.

Якщо тепер з тим же зусиллям натискати на стіл гострим гвіздком, то та сама сила діятиме на малу поверхню вістря гвіздка і він увійде в дерево.

Отже, дія сили різна і залежить не тільки від її значення, а і від площі поверхні, на яку вона діє.

Наприклад, площа поверхні лижі в середньому майже в 20 разів більша за площу підошви черевика. Стоячи на лижах, людина на кожен квадратний сантиметр площі поверхні снігу діє силою, що в 20 разів менша, чим стоячи на снігу без лиж.

Результат дії сили залежить не тільки від її модуля, напрямку та точки прикладання, але і від площі тієї поверхні, перпендикулярно до якої вона діє. Цей висновок підтверджений досвідом. Тому при розрахунку дії багатьох інструментів і механізмів важливо знати не тільки силу, з якою одне тіло діє на інше, але й площу, на яку діє сила.

Тиск — це фізична величина, що показує, з якою силою тіло діє на одиницю площі поверхні перпендикулярно до неї.

Тиск дорівнює відношенню сили до площі поверхні, на яку вона діє, за умови, що поверхня перпендикулярна до напрямку сили і сила розподіляється рівномірно на всю поверхню.

У Міжнародній системі одиниць (СІ) тиск виражають у Паскалях (Па). Ця одиниця названа так на честь видатного французького вченого Блеза Паскаля(1623— 1662).

1 Па - це тиск, який створює сила 1 Ньютон на площу поверхні 1 м2.

Тиск в один паскаль —дуже малий тиск. Такий тиск на горизонтальну поверхню площею 1 м2 чинить тіло масою 102 г. Оскільки тиск прямо пропорційний силі тиску, то, збільшуючи її, можна збільшити тиск. Значно простіше збільшити тиск можна, зменшивши площу поверхні, на яку діє сила. І навпаки, із збільшенням площі тиск зменшиться.

Тому, хто провалився під лід, дуже важко вибратися з ополонки, адже лід кришиться під вагою тіла. Щоб запобігти цьому, треба широко розвести руки в сторони, розпластавшись на льоду, і перекотитися на спину, щоб витягти ноги. Чим більше ти розпластаєшся на льоду, тим менше тиснутимеш на нього.

Вибравшись з ополонки, не можна ставати на ноги, а слід перекотитися чи переповзти на безпечне місце, пам'ятаючи, що вага тіла стала більшою через мокрий одяг.

Допомогти тому, хто провалився під лід, можна, якщо з безпечного місця подати потерпілому довгу жердину, гілку, кинути мотузку, зв'язані паски, шарфи. Підбиратися до потерпілого найкраще, прив'язавшись мотузкою, лігши на лижі або дошку і обережно просуваючись до ополонки.

Література

1.Левицький Б.Ф., Лещiй Н.П. Гiдравлiка. Загальний курс. - Львiв: Свiт, 1994. - 264с.

2.Константінов Ю.М., Гіжа О.О. Технічна механіка рідини і газу: Підручник.- К.: Вища школа, 2002.-277с.:іл.

3.Кулінченко В.Р. Гідравліка, гідравлічні машини і гідропривід: Підручник.-Київ: Фірма «Інкос», Центр навчальної літератури, 2006.-616с.

4.Колчунов В.І. Теоретична та прикладна гідромеханіка: Навч. Посібник.-К.:НАУ, 2004.-336с.