Студопедия

Главная страница Случайная лекция


Мы поможем в написании ваших работ!

Порталы:

БиологияВойнаГеографияИнформатикаИскусствоИсторияКультураЛингвистикаМатематикаМедицинаОхрана трудаПолитикаПравоПсихологияРелигияТехникаФизикаФилософияЭкономика



Мы поможем в написании ваших работ!




Сила тяжести. Сила трения

Читайте также:
  1. Виды решений, принимаемых по результатам рассмотрения вопроса о допустимости доказательств.
  2. ВИДЫ ТРЕНИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ СУХОЕ И ГРАНИЧНОЕ ТРЕНИЕ.
  3. Выбор коэффициента трения заготовки с установочными
  4. Вынесение решения по результатам рассмотрения материалов налоговой проверки
  5. ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ КОЛЕБАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МАЯТНИКА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСКОРЕНИЯ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ.
  6. Кассационный порядок рассмотрения уголовного дела второй инстанции. Виды принимаемых решений.
  7. Обязательность рассмотрения ходатайств (ст.196 УПК)
  8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ ЖИДКОСТИ
  9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ
  10. Особенности рассмотрения

Сила, с которой Земля притягивает тела называется силой тяжести.

где m - масса тела, g - ускорение свободного падения.

 

Трение – один из видов взаимодействия тел. Оно возникает при соприкосновении двух тел. Трение, как и все другие виды взаимодействия, подчиняется третьему закону Ньютона: если на одно из тел действует сила трения, то такая же по модулю, но направленная в противоположную сторону сила действует и на второе тело. Силы трения, как и упругие силы, имеют электромагнитную природу. Они возникают вследствие взаимодействия между атомами и молекулами соприкасающихся тел.

Силами сухого трения называют силы, возникающие при соприкосновении двух твердых тел при отсутствии между ними жидкой или газообразной прослойки. Они всегда направлены по касательной к соприкасающимся поверхностям.

Сухое трение, возникающее при относительном покое тел, называют трением покоя. Сила трения покоя всегда равна по величине внешней силе и направлена в противоположную сторону (рис. 1.).

 

Рисунок 1. Сила трения покоя (υ = 0).

 

Сила трения покоя не может превышать некоторого максимального значения (Fтр)max. Если внешняя сила больше (Fтр)max, возникает относительное проскальзывание. Силу трения в этом случае называют силой трения скольжения. Она всегда направлена в сторону, противоположную направлению движения и, вообще говоря, зависит от относительной скорости тел. Однако, во многих случаях приближенно силу трения скольжения можно считать независящей от величины относительной скорости тел и равной максимальной силе трения покоя. Эта модель силы сухого трения применяется при решении многих простых физических задач (рис. 2).

Рисунок 2. Реальная (1) и идеализированная (2) характеристики сухого трения

Опыт показывает, что сила трения скольжения пропорциональна силе нормального давления тела на опору, а следовательно, и силе реакции опоры

Fтр = (Fтр)max = μN.

 

 

Коэффициент пропорциональности μ называют коэффициентом трения скольжения.

Коэффициент трения μ – величина безразмерная. Обычно коэффициент трения меньше единицы. Он зависит от материалов соприкасающихся тел и от качества обработки поверхностей. При скольжении сила трения направлена по касательной к соприкасающимся поверхностям в сторону, противоположную относительной скорости (рис. 3).

 

Рисунок 3. Силы трения при скольжении (υ ≠ 0). – сила реакции опоры, – вес тела,

 

При движении твердого тела в жидкости или газе возникает силa вязкого трения. Сила вязкого трения значительно меньше силы сухого трения. Она также направлена в сторону, противоположную относительной скорости тела. При вязком трении нет трения покоя.

Сила вязкого трения сильно зависит от скорости тела. При достаточно малых скоростях Fтр ~ υ, при больших скоростях Fтр ~ υ2. При этом коэффициенты пропорциональности в этих соотношениях зависят от формы тела.

Силы трения возникают и при качении тела. Однако силы трения качения обычно достаточно малы. При решении простых задач этими силами пренебрегают.

 

Сила трения скольжения отличается от всех других сил тем, что она направлена в сторону, противоположную направлению относительной скорости движения трущихся тел.
Отсюда следует, что ускорение, которое такая сила сообщает движущемуся телу, тоже направлено против относительной скорости. А это значит, что действие силы трения приводит к уменьшению абсолютного значения скорости тела относительно того тела, по которому оно скользит.
Если на тело, которое скользит по неподвижной поверхности, никакие силы, кроме силы трения, не действуют, то оно в конце концов останавливается. Рассмотрим этот часто встречающийся случай.
Представим себе, что перед движущимся поездом неожиданно появилось некоторое препятствие и машинист отключил двигатель и включил тормоз. Начиная с этого момента на поезд действует только сила трения, так как сила тяжести скомпенсирована реакцией рельсов, а сила сопротивления воздуха мала. Через некоторое время t поезд, - пройдя расстояние l.— так называемый тормозной путь, остановится. Найдем время t, нужное для остановки, и расстояние l, которое поезд пройдет за это время.
Под действием силы трения Fтр поезд будет двигаться с

ускорением

 

Выберем координатную ось X так, чтобы ее положительное направление совпадало с направлением скорости движения поезда (рис. 140). Так как сила трения Fтр направлена в противоположном направлении, ее проекция на ось X отрицательна. Отрицательна и проекция вектора ускорения на ось X.
v0 — скорость поезда до начала торможения.


Так как нас интересует время t от начала торможения до остановки поезда, то конечная скорость v=0. Следовательно,

.

 

Таким образом,
Отсюда
А теперь найдем тормозной путь l.

 


Так как v=0, то

Следовательно
Из этой формулы видно, что пройденный до остановки путь пропорционален квадрату скорости. Если увеличить скорость вдвое, то потребуется вчетверо больший путь для остановки. Это следует иметь в виду машинистам поездов, водителям автомашин и вообще всем, кто управляет транспортными средствами. Об этом полезно помнить и прохожим, пересекающим оживленную улицу. Для остановки движущихся тел нужно время и пространство.

 


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Закон Гука | Закон всемирного тяготения. Невесомость

Дата добавления: 2014-02-26; просмотров: 787; Нарушение авторских прав




Мы поможем в написании ваших работ!
lektsiopedia.org - Лекциопедия - 2013 год. | Страница сгенерирована за: 0.003 сек.