Можно выделить три вида сил трения:

1.Трения скольжения

2.Трения качения

3.Трения покоя (для того чтобы сдвинуть с места любое тело, необходимо приложить какую-либо силу)

Рис. 2. Трение скольжения

Рис. 3. Трение качения

Трение покоя

Сила трения покоя – это сила, которая проявляется между соприкасающимися поверхностями тел, неподвижных относительно друг друга.

Трение скольжения

Если поставить деревянный кубик на книгу, лежащую на столе, и поднимать её за один край, постепенно увеличивая угол наклона её поверхности к плоскости стола, то кубик заскользит вниз не сразу. Как рассчитать критическое значение угла, при котором кубик начнет движение?

Сила трения покоя находится из условия равновесия всех сил, действующих на тело. Когда кубик покоится, на него действует сила тяжести, направленная вертикально вниз. Притяжение Земли компенсируется равной ему по величине силой, действующей на кубик со стороны книги и направленный вверх.

Трение качения

Тела могут не только двигаться поступательно, но и вращаться вокруг той или иной оси. Вращательное действие любой силы определяется её моментом, зависящим от расстояния между осью вращения до той прямой, вдоль которой действует сила.

Билет № 3

1. Относительность движения

Движение тел можно описывать в различных системах отсчета. С точки зрения кинематики все системы отсчета равноправны. Однако кинематические характеристики движения, такие как траектория, перемещение, скорость, в разных системах оказываются различными. Величины, зависящие от выбора системы отсчета, в которой производится их измерение, называют относительными.

Пусть имеются две системы отсчета. Система XOY условно считается неподвижной, а система X'O'Y' движется поступательно по отношению к системе XOY со скоростью   Система XOY может быть, например, связана с Землей, а система X'O'Y' – с движущейся по рельсам платформой (рис. 1.2.1).

Рисунок 1.2.1. Сложение перемещений относительно разных систем отсчета

Пусть человек перешел по платформе за некоторое время из точки A в точку B. Тогда его перемещение относительно платформы соответствует вектору   а перемещение платформы относительно Земли соответствует вектору  Из рис. 1.2.1 видно, что перемещение человека относительно Земли будет соответствовать вектору   представляющему собой сумму векторов   и 

В случае, когда одна из систем отсчета движется относительно другой поступательно (как на рис. 1.2.1) с постоянной скоростью   это выражение принимает вид: 

Если рассмотреть перемещение за малый промежуток времени Δt, то, разделив обе части этого уравнения на Δt и затем перейдя к пределу при Δt → 0 получим: 

(*)

Здесь   – скорость тела в «неподвижной» системе отсчета XOY,   – скорость тела в «движущейся» системе отсчета X'O'Y'. Скорости   и   иногда условно называют абсолютной и относительной скоростями; скорость  называют переносной скоростью.

Преобразования Галилея

Преобразования Галилея — в классической механике (механике Ньютона) преобразования координат и времени при переходе от одной инерциальной системы отсчета (ИСО) к другой[1]. Термин был предложен Филиппом Франком в 1909 году.[2] Преобразования Галилея подразумевают одинаковость времени во всех системах отсчета («абсолютное время»[3]) и выполнение принципа относительности (принцип относительности Галилея (см. ниже)).

Преобразования Галилея являются предельным (частным) случаем преобразований Лоренца для скоростей, малых по сравнению со скоростью света в пустоте и в ограниченном объёме пространства. Для скоростей вплоть до порядка скоростей движения планет в Солнечной системе (и даже больших), преобразования Галилея приближенно верны с очень большой точностью.

В кинематике все системы отсчета равноправны между собой и движение можно описывать в любой из них. При исследовании движений иногда приходится переходить от одной системы отсчета ( с координатной системой ОХУZ) к другой - (О`Х`У`Z`). Рассмотрим случай, когда вторая система отсчета движется относительно первой равномерно и прямолинейно со скоростью V=соnst.

Для облегчения математического описания предположим, что соответствующие оси координат параллельны друг другу, что скорость направлена вдоль оси Х, и что в начальный момент времени (t=0) начала координат обеих систем совпадали друг с другом. Используя справедливое в классической физике допущение об одинаковом течении времени в обеих системах, можно записать соотношения, связывающие координаты некоторой точки А(х,у,z) и А (х`,у`,z`) в обеих системах. Такой переход от одной системы отсчета к другой носит название преобразований Галилея):

ОХУZ	О`Х`У`Z`
t = t`	t`= t
х = х` + Vxt	х` = х - Vxt
y = y`	y`= y
z = z`	z` = z
x = v`x + Vx	v`x = vx - Vx
ax = a`x	a`x = ax

 

Ускорение в обеих системах одинаково (V=соnst). Глубокий смысл преобразований Галилея будет выяснен в динамике. Преобразование скоростей Галилея отражает имеющий место в классической физике принцип независимости перемещений.

Неинерциальные системы отсчета

Системы отсчета, связанные с телами, которые сами движутся с ускорением по отношению у инерциальным системам, называют неинерциальными.

В неинерциальных системах отсчета нельзя пользоваться для описания движения законами Ньютона.

Неинерциальная система отсчёта — система отсчёта, не являющаяся инерциальной. Всякая система отсчета, движущаяся с ускорением относительно инерциальной, является неинерциальной.

Сила инерции

Сила инерции – это сила, появление которой не обусловлено действием каких – либо определенных тел. Необходимость их введения вызвана только тем, что системы координат, относительно которых мы рассматриваем движением тел, являются неинерциальными, т.е. имеют ускорение относительно Солнца и звезд.