11. При движении, при перемещении грузов при совершении работы энергия тратится на преодоление сопротивления сил трения. Какие виды трения Вам известны? Охарактеризуйте трение скольжения.

При перемещении одного тела по поверхности другого всегда возникает сила, препятствующая движению. Она-то и называется силой трения.

Сила трения всегда направлена против движения, то есть всегда является силой сопротивления, поэтому выполняемая ею работа всегда отрицательна.

Различают следующие виды трения.

1. Трение покоя, которое проявляется в том случае, когда тело, находящееся в состоянии покоя, приводится в движение. Коэффициент трения покоя обозначают . Ok

2. Трение скольжения, возникающее при наличии движения тела. Оно меньше трения покоя.

3. Трение качения, которое проявляется в том случае, когда тело катится по опоре. Это трение значительно меньше трения скольжения.

Трение скольжения - следствие многих причин, но главные из них две.

Во- первых, поверхности тел всегда неровны, и зазубрины одной поверхности цепляются за шероховатости другой. Это так называемое геометрическое трение.

Во – вторых, если трущиеся гладкие тела очень близко соприкасаются друг с другом, то на их движение оказывает влияние взаимодействие молекул (молекулярное трение).

12. При движении, при перемещении грузов при совершении работы энергия тратится, на преодоление сопротивления сил трения. Какие виды трения Вам известны? Охарактеризуйте трение качения. При перемещении трамвая или автомобиля одной и той же массы затрачивается меньше работы? Какой способ перевозки пассажиров (на трамвае или на автобусе) является «энергосберегающей технологией».

Трение качения возникает из-за того, что при движении колесо несколько вдавливается в «дорогу» и ему приходится все время «выбираться на небольшой бугорок, образующийся перед ним. Чем тверже поверхность «дороги», тем меньше колесо «проваливается в грунт», тем меньше выступ и тем меньше, следовательно, трение качения.

Сила трения качени определяется по формуле

Сила трения качения зависит от радиуса катящегося предмета. В типичных случаях (при расчетах трения качения колес, поездов, машин), когда радиус колеса примерно известен и постоянен, его учитывают непосредственно в коэффициенте трения качения (табл.2). Обратите внимание на то, что если коэффициент трения скольжения был безразмерной величиной, то коэффициент трения качения имеет размерность длины.

13. Где больше затрачивается работы, чтобы переместить груз (заполненный деревянный ящик одной и той же массы) по рельсам на вагонетке или поднять по деревянной наклонной плоскости «волоком»? Почему эффективнее с точки зрения затрат работы перемещение грузов с помощью вагонетки по сравнению с транспортировкой того же груза «волоком»? Какой способ доставки груза является «энергосберегающей технологией».

Транспортировка груза «волоком» требует значительно больших затрат энергии: совершаемая работа по перемещению груза одной и той же массы на вагонетке на расстояние 600 метров сравнима с работой, затрачиваемой при перемещении груза «волоком» на расстояние 6 метров. Перемещение грузов с помощью вагонетки требует силы почти в сто крат меньшей по сравнению с транспортировкой его «волоком».

Сила трения между вагонеткой и рельсами намного меньше, чем между деревянным ящиком и деревянной плоскостью.

14. Что такое потенциальная энергия материального объекта? Как она определяется для тела, поднятого на поверхностью Земли? Что характерно для работы силы тяжести? Положительная или отрицательная работа совершается при подъеме тела на высоту?

Потенциальная энергия – это энергия взаимодействия, по крайней мере, двух тел. Поэтому применить это понятие к одному (к так называемому изолированному телу) нельзя.

Важно также понимать, что взаимодействие тел обычно осуществляется в так называемом поле сил или силовом поле.

Потенциальная энергия — скалярная физическая величина, характеризующая способность некого тела (или материальной точки) совершать работу за счет своего нахождения в поле действия сил.

Работа силы тяжести при перемещении тела массой m из одного положения в другое не зависит от формы траектории, по которой движется тело. При движении тела по замкнутой траектории работа силы тяжести равна нулю(такое силовое поле называется потенциальным).

Сила тяжести совершает отрицательную работу и потенциальная энергия при этом увеличивается.

Любое тело под действием силы тяжести будет двигаться равнопеременно с ускорением свободного падения.

15. Что такое силы упругости? За счет чего и когда такие силы возникают? Запишите формулу, определяющую, как сила упругости зависит от величины деформации. Какую работу совершит упругая сила, если переместить частицу А, на которую действует упругая сила, по произвольной траектории из точки 1 в точку 2? Какую работу совершит упругая сила, если имеем дело со сжатой пружиной, которая, разжимаясь, перемещает тело из точки 1 в точку 2?

Си́ла упру́гости — сила, возникающая при деформации тела и противодействующая этой деформации.

В простейшем случае растяжения/сжатия тела сила упругости направлена противоположно смещению частиц тела, перпендикулярно поверхности.

Сила упругости, возникающая при деформации тела, прямо пропорциональна удлинению тела и направлена противоположно направлению перемещения частиц тела относительно других частиц при деформации.

F=k(x2-x1).

Деформированная пружина, возвращаясь в исходное состояние, способна совершить работу .

16. Что такое кинетическая энергия движущегося материального объекта? Положительная или отрицательная работа совершается в патроне, когда порох, сгорая в гильзе патрона и выделяя при этом газ, разгоняет пулю? Какой примерно кинетической энергетической мощью обладает пуля, вылетающая из винтовки, ружья, пистолета? Имеется ли шанс выжить у человека, если он «встречается» с пулей?

Кинетическая энергия движущегося тела равна половине произведения массы тела на квадрат его скорости.

Обратим внимание на следующее. Кинетическая энергия характеризует состояние движущегося тела и не зависит от координат тела, а также от того взаимодействует ли это тело с другими телами или нет. Направление скорости также не оказывает влияние на кинетическую энергию.

Кинети́ческая эне́ргия — энергия механической системы, зависящая от скоростей движения её точек. Часто выделяют кинетическую энергию поступательного и вращательного движения.

Более строго, кинетическая энергия есть разность между полной энергией системы и её энергией покоя; таким образом, кинетическая энергия — часть полной энергии, обусловленная движением.

Порох, сгорая в гильзе патрона и выделяя при этом газ, разгоняет пулю. Чем больше пороха, тем больше скорость пули и тем больше кинетическая энергия. Следовательно, в патроне совершается положительная работа ( ; , то ).

Заметим, что охотничье ружье, может создавать энергию для пули 2000 Дж, а винтовка может обладать энергетической мощью – 10000 Дж. Знаменитый и известный по фильмам «кольт сорок пятого калибра» выдает на выходе 500 Дж. Любимое оружие Джеймса Бонда –«вальтер» ППК калибра 9 мм «выдает» примерно 300 Дж. Примерно такой же результат у пистолета Макарова.

17. Что такое кинетическая энергия движущегося материального объекта? Положительная или отрицательная работа совершается при разгоне автомобиля, поезда? Какой примерно кинетической энергетической мощью обладает автомобиль Mercedes-Benz GL-Class массой 2,5 тонны, вагон массой в 20 т, которые движутся со скоростью примерно =50 км/час? Имеется ли шанс выжить у человека, если он «встречается» с подобными движущимся объектами при столкновении?