27. Однорідне силове поле. Рух мт в однорідному силовому полі.

Силове поле - це векторне поле в просторі, в кожній точці якого на пробну частку діє визначена за величиною і напрямком сила (вектор сили). Розрізняють стаціонарні поля, величина і напрям яких можуть залежати виключно від координат x, у, z точки дії сили, і нестаціонарні силові поля, що залежать також від моменту часу t, в який відбувається дія. Виділяють також однорідне силове поле, для якого сила, що діє на пробну частку, постійна у всіх точках простору.

Однорідне силове поле - силове поле, в будь-якій точці якого сила поля для даної матеріальної точки має одне і те ж значення.

28. Сили тертя. Сухе та грузле тертя. Рух твердого тіла по похилій площині.

Сила тертя - це сили, що виникають у процесі руху одних тіл або їхніх частин по поверхні інших. Вони напрямлені по дотичній до поверхонь тіл і перешкоджають відносному переміщенню їх. Сила тертя виникає лише в макроскопічних системах, де внаслідок хаотичного руху атомів відбувається незворотній процес розсіяння енергії макроскопічного руху складових системи в енергію мікроскопічного руху атомів та молекул. Сила тертя завжди направлена проти вектора швидкості. Сила тертя не належить до потенціальних сил.

Коли тіло рухається в газі чи рідині, сила тертя пропорційна швидкості, при великих швидкостях — квадрату швидкості.

Коефіцієнт тертя́ — це величина, що характеризує силу тертя і зазвичай позначається μ, k або f. У залежності від виду тертя відрізняють і відповідний коефіцієнт тертя. Залежить від властивостей тертьових поверхонь тіл.

Сухе тертя (зовнішнє) - це тертя, що виникає при відносному перміщенні тіл, які дотикаються. Характерна риса сухого тертя — наявність значної сили тертя спокою. Тертя, що виникає при відносному русі між твердим тілом і рідинним або газовим середовищем, а також між шарами цих середовищ називають внутрішнім або в’язким тертям. Зовнішнє тертя поділяють на тертя спокою – виникає між взаємно нерухомими тілами; та тертя руху – виникає при відносному переміщенні тіл, що дотикаються. Залежно від характеру відносного переміщення тіл, розрізняють тертя кочення і ковзання. Тертя сопкою – сухе тертя між взаємно нерухомими тілами.

Тертя ковзання:

F_T=k(P_n+Sp₀)

Де k –коефіцієнт тертя; p₀- додатковий тиск обумовлений силами молекулярного притягання; S- сумарна площа взаємодіючих поверхонь між тілами; P_n – нормальний тиск.

Тертя кочення:

F_T=k P_n/r

Де r – радіус тіла кочення.

Сила внутрішнього тертя є результатом дії сил молекулярного зчеплення на межі двох шарів і переходу молекул з одного шару в інший. За другим законом механіки зміна кількості руху шару рідини за одиницю часу визначає силу, що діє на нього, тобто силу внутрішнього тертя.

Сила тертя в’язкого:

• При невеликих швидкостях

F=-kυ,

- при більших швидкостях лінійна залежність переходить у квадратичну, при яких швидкість тертя залежить від розмірів і форми тіла:

F=-kυ²,

• Для сферичних тіл, що рухаються у в’язких середовищах, використовують формулу Стокса:

F=6πrnυ,

де r – радіус кульки, n - в’язкість середовища.

Сили тертя спокою, а іноді сили тертя ковзання мають значення при передаванні руху від одного тіла до іншого. Внаслідок сили тертя сопкою не зазнають руйнування споруди, машини та механізми, які скл. зі значної кількості елементів та деталей.

Рух твердого тіла по похилій площині

Коли тіло рухається вздовж похилої площини, чи знаходиться на ній в стані спокою, коефіцієнт тертя дорівнює тангенсу кута нахилу похилої площини: