Сила трения (уч.10кл. Стр.107-111)

Природа силы трения

Определение силы трения

Трение покоя. Природа. Определение. Направление. Формулы

Максимальная сила трения покоя

Коэффициент трения покоя. Обозначение и единицы измерения. От чего он зависит

Трение скольжения Природа. Определение. Направление. Формулы

Коэффициент трения скольжения. Обозначение и единицы измерения. От чего он зависит

Зависимость силы трения скольжения от относительной скорости соприкасающихся тел (уч.10кл.стр.109 на полях) и ее отличие от силы упругости

Трение качения Природа. Определение. Направление. Формулы

Коэффициент трения качения. Обозначение и единицы измерения. От чего он зависит

Соотношение трения покоя, скольжения и качения. Примеры

Жидкое трение

Сила трения – сила, возникающая при соприкосновении поверхностей тел, препятствующая их относительному перемещению, направленная вдоль поверхности соприкосновения.

Сила трения, как и сила упругости, имеет электромагнитную природу

При контакте твердых тел различают три вида трения:

— трение покоя

— трение скольжения

— трение качения

Трение покоя – трение, возникающее при отсутствии относительного перемещения соприкасающихся тел

Сила трения покоя равна по модулю внешней силе, направленной по касательной к поверхности соприкосновения тел и противоположна ей по направлению

Сила трения покоя – сила трения, препятствующая движению одного тела по поверхности другого

При уменьшении внешней силы происходит микроскопическое смещение трущихся поверхностей. Оно продолжается до тех пор, пока силы притяжения между взаимодействующими атомами выступов не скомпенсируют внешнюю силу.

Максимальная сила трения покоя не зависит от площади соприкосновения поверхностей, а зависит от силы нормального давления F_┴

(F_тр.п)_max ~ S ~ F_┴

По третьему закону Ньютона сила нормального давления равна по модулю силе реакции опоры N. Таким образом максимальная сила трения покоя пропорциональна силе реакции опоры.

F_{тр.р max} = μ_пN

μ_п – коэффициент трения покоя

Коэффициент трения зависит от характера поверхности и от сочетания материалов, из которых состоят соприкасающиеся поверхности.

Максимальное критическое значение силы трения покоя определяется величиной силы взаимодействия поверхностных слоев соприкасающихся тел

Трение скольжения возникает при относительном перемещении соприкасающихся тел.

Сила трения скольжения всегда направлена в сторону, противоположную относительной скорости соприкасающихся тел.

Вектор силы трения скольжения направлен против вектора скорости, поэтому эта сила всегда приводит к уменьшению относительной скорости тела

Сила трения скольжения остается постоянной и несколько меньшей силы трения покоя.

Она пропорциональна силе нормального давления и, следовательно, силу реакции опоры:

F_тр = μN

μ – коэффициент трения скольжения, зависящий от свойств соприкасающихся поверхностей

μ< μ_п

Разрыв атомных (молекулярных) связей – главное отличие механизма возникновения силы трения от механизма возникновения силы упругости. Именно поэтому сила трения скольжения зависит от относительной скорости движения соприкасающихся тел.

Трение качения возникает при качении цилиндрического или шарообразного тела без проскальзывания по плоскости или изогнутой поверхности.

Молекулярные связи при подъеме участков колеса рвутся быстрее, чем при скольжении.

Поэтому сила трения качения много меньше силы трения скольжения.

Сила трения качения пропорциональна силе реакции опоры

F_тр.кач = μ_кач N

μ_кач— коэффициент трения качения

Коэффициент трения качения много меньше коэффициента трения скольжения.

μ_кач< <μ

Для уменьшения сил трения в технике применяются колёса, шариковые и роликовые подшипники.

Жидкое трение возникает при движении тела в жидкости или газе.

Сила жидкого трения много меньше силы сухого трения.

В жидкости и газе нет силы трения покоя (даже самая малая сила, приложенная к телу в жидкости или газе, сообщает ему ускорение)

Сила жидкого трения зависти от направления движения, значения скорости (при небольших скоростях она пропорциональна скорости тела, а при больших – квадрату или кубу скорости).

Сила сопротивления зависит от формы тела.

Форма тела, при которой сопротивление мало называют обтекаемой формой.

Отличительной способностью жидкостей и газов является их текучесть, которая связана с малыми силами трения при относительном движении соприкасающихся слоев.

Сила трения — презентация онлайн

Похожие презентации:

Влияния состава и размера зерна аустенита на температуру фазового превращения и физико-механические свойства сплавов

Газовая хроматография

Геофизические исследования скважин

Искусственные алмазы

Трансформаторы тока и напряжения

Транзисторы

Воздушные и кабельные линии электропередач

Создание транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса

Магнитные аномалии

Нанотехнологии

Тема урока:
Сила трения.

2. Цель урока:

Выяснить: а) причины возникновения
силы трения;
б) возможности ее
уменьшения;
в) факторы, от которых
зависит численное
значение силы трения.

3. Основной материал:

Сила трения.
Обозначение и единицы измерения
силы трения.
Виды силы трения.
Сравнение сил трения скольжения и
трения качения.
Причины возникновения силы трения.
Способы уменьшения силы трения.

4. Сила трения-

Сила трениясила, характеризующая
взаимодействие, возникающее
в месте соприкосновения тел и
препятствующее их
относительному движению.
K
K
K
K
G;
Ử
Fтяги
Fтр
Обозначение: Fтр
Единица измерения:
Н (Ньютон).
Виды
трения
трение
покоя
трение
скольжения
трение
качения

9. Трение покоя

Сила трения покоясила, препятствующая телам
приходить в движение

11. Трение скольжения и трение качения

Сила трения скольженияэто сила, возникающая при
скольжении одного тела по
поверхности другого
Сила трения каченияэто сила, при которой тело не
скользит по поверхности
другого тела, а катится

16. Причины возникновения силы трения:

Шероховатость поверхностей
соприкасающихся тел;
Межмолекулярное притяжение,
действующее в местах контакта
трущихся тел.
Трение может быть
полезным и вредным

18. Способы уменьшения трения:

1. Введение между
трущимися
поверхностями смазки
(например, какого-либо
масла).
2. Использование шариковых
и роликовых подшипников.
3. Применение воздушной подушки.

19. Fтр max = μ * N , где

Fтр
max
= μ * N , где
μ — коэффициент трения
скольжения.
N- сила реакции опоры.

20. Коэффициенты трения скольжения

Бронза по бронзе
Дерево по дереву (дуб)
Дерево по сухой земле
Кирпич по кирпичу
Сталь по стали
Сталь по льду
Уголь по меди
0,20
0,50
0,71
0,65
0,13
0,02
0,25

21. От чего зависит коэффициент трения скольжения?

От материала, из которого
изготовлены соприкасающиеся тела;
От качества обработки;
От площади их соприкосновения.
Тело равномерно движется по
плоскости.
Сила его давления на плоскость
равна 20 Н, сила трения 5 Н.
Определите чему равен
коэффициент трения скольжения?

23.

На рисунке представлен график зависимости модуля силы трения F от модуля силы нормального давления N. Определите коэффициенттрения скольжения.

24. При выполнении лабораторной работы по изучению силы трения скольжения ученик заполнил следующую таблицу: В каком столбце

ученик, возможно,
ошибся при записи результатов измерений?
№ опыта
Fнорм. давл, Н
Fтр, Н
1
2
3
4
5
1
2
4
6
8
0,3
0,6
1,2
1,4
2,4

25. Решение задач.

Почему шины автомобилей делают с
рифленой поверхностью?
Почему некоторые детали механизмов
требуют смазки?
Приведите примеры, показывающие, что
трение может быть полезным.
О какой опасности предупреждает
дорожный знак с надписью «Осторожно,
листопад!»?

26. Домашнее задание:

Минисочинение- размышление
«Что бы произошло
со всеми нами,
если бы в природе
вдруг исчезло трение?»

English     Русский Правила

Ньютоновская механика — Распределение сил трения

спросил 2 года, 2 месяца назад

Изменено 1 год, 1 месяц назад

Просмотрено 524 раза

$\begingroup$

Этот вопрос основан на этом.

Предположим следующее начальное состояние, в котором внешние силы изначально не приложены (нет силы 20 Н) и начальные положения стабильны.

Теперь приложена внешняя сила 20 Н.

Будет ли общее трение первого блока равно трению второго блока? То есть будет ли трение постоянным на всей контактной поверхности или трение на поверхности первого блока будет больше, чем в последнем блоке?

(«первый» и «последний» блок с точки зрения ближней к точке внешнего приложения, левый блок «первый», правый блок «второй» или «последний»).

В исходном вопросе я так понимаю есть две группы ответов:

• Одна группа (включая принятый ответ) поддерживает, что общее трение, создаваемое первым блоком, будет больше, чем трение, создаваемое вторым блоком, фактически, этот второй блок не будет создавать никакой силы, потому что максимальное трение первого блока (около 25 Н) ) достаточно, чтобы обнулить внешнюю силу.
• другая группа полагает (для этого сценария, когда начальное состояние было свободным от сил и устойчивым), силы будут равны, трение на единицу площади равномерно на всей контактной поверхности.

В комментариях к вопросу и ответам вы также можете найти ссылки на ситуации с более чем двумя блоками или ссылки на рассматривать их как непрерывные дифференциальные блоки

(вертикальные разделения с дифференциальной шириной).

Пожалуйста, ответы должны содержать доказательство или достаточное обоснование, подтверждающее ответ.

• ньютоновская механика
• силы
• трение
• диаграмма свободного тела

$\endgroup$

4

$\begingroup$

У вас неопределенная ситуация для этой задачи. При заданном коэффициенте трения и построении диаграммы свободного тела сразу становится очевидным, что только один блок будет обеспечивать силу трения примерно в 25 ньютонов, а это означает, что силы недостаточно для преодоления силы трения только от одного блока.

Сказав это, обратите внимание, что эта ситуация имеет дело со статическим, а не с кинетическим трением. Коэффициент статического трения определяется только при максимальном статическом трении, которое может быть достигнуто до того, как блок проскальзывает и возникает кинетическое трение. Это означает, что сила трения покоя изменяется в зависимости от величины силы, приложенной к блокам. Эта статическая сила трения будет продолжать увеличиваться до тех пор, пока не будет достаточно силы, чтобы преодолеть статическое трение обоих блоков, а это означает, что разумно предположить, что сила статического трения поровну делится между каждым блоком. Конечно, также разумно предположить, что первый блок должен начать двигаться до того, как в дело вступит сила трения покоя второго блока. Это, естественно, означает, что ваш ответ является неопределенным.

$\endgroup$

3

$\begingroup$

Суммарное трение будет разделено поровну между обоими блоками, если они соприкасаются. Это потому, что если они соприкасаются, их можно фактически рассматривать как континуум. Чтобы уточнить, подумайте, что вы подразумеваете под «одним» блоком. Даже когда вы говорите «один» блок, его можно разделить на отдельные частицы, то есть атомы или молекулы, между которыми есть пространство. Когда вы прикладываете силу к одной стороне блока, она сначала применяется к первому слою атомов сбоку, и они пытаются двигаться в направлении действия силы. Но из-за принципа запрета Паули и электромагнитного отталкивания они не могут пройти друг через друга, и сила переносится на следующий слой атомов/молекул, и так далее, пока все атомы/молекулы в блоке не испытают силу. И из-за межмолекулярного/атомного притяжения блок не деформируется, поэтому атомы/молекулы наверху не могут просто скользить по тем, что внизу. Это приводит к тому, что трение внизу влияет на атомы/молекулы вверху, и оно равномерно распределяется по всем атомам/молекулам. Поэтому, когда два блока соприкасаются, аналогичный механизм будет применяться к частям, где они соприкасаются, и они будут вести себя так, как если бы они были одним блоком. Единственная разница будет заключаться в том, что между атомами/молекулами одного блока и другого не будет значительного межмолекулярного/атомного притяжения, но оно все равно будет внутри каждого блока, поэтому не может быть никакой деформации, и произойдет тот же результат. Исключением будет то, что если вместо этого они будут разорваны, эти принципы не будут применяться, и в этом случае они будут вести себя как два отдельных блока с отдельным трением 9.0005

$\endgroup$

1

$\begingroup$

Я согласен с тем, что в этом случае первый блок обеспечивает полное трение.

Вот воображаемый эксперимент, предположим, что на два блока действуют «две» равные силы, действующие в противоположных направлениях.

В начале два блока «разделены» и движутся друг к другу, пока не «соприкоснутся».

Теперь, когда они соприкасаются, можно ли ожидать, что «нормальная сила» между их F? Потому что, если вы рассматриваете его как «один» блок, сила деформации в центре является силой сжатия.

Или из-за индивидуальной силы трения нормальная сила между ними меньше, чем F.

Какое утверждение вы предпочитаете?

$\endgroup$

$\begingroup$

Представьте, что блоки на самом деле не соприкасаются. Они находятся настолько близко, насколько вы хотите (или очень далеко, если хотите, это не имеет никакого значения).

Что происходит, когда вы прикладываете эту силу к первому блоку? Ничего, она не сдвинется, так как трения покоя более чем достаточно, чтобы преодолеть приложенную силу. Как @David White, трение равно приложенной силе до предела, заданного произведением веса на коэффициент статического трения.

Итак, первый блок не двигается. Если вы теперь приблизите блок, ожидаете ли вы, что на него подействует какая-либо сила? Представьте, что вместо блока вы просто прижали руку к первому блоку. Чего вы ожидаете? Вы ожидаете, что ничего не произойдет.

Если во втором блоке есть трение, то к нему должна быть приложена сила, из которой следует, что при прикосновении к первому блоку ваша рука отталкивается, что не очень разумно.

Я думаю, что тонкость этой задачи заключается в различии между твердым телом и двумя твердыми телами, находящимися в контакте. Когда вы толкаете твердое тело, вы «волшебным образом» одновременно толкаете все «атомы» твердого тела. Второй ящик, хотя и соприкасается с первым, на самом деле не является частью этой «волшебной связи», составляющей твердое тело. Таким образом, хотя они и находятся в контакте, они не являются твердым телом. Я думаю, именно поэтому люди говорят, что два блока испытывают трение, потому что они предполагают, что два блока, находясь в контакте друг с другом, могут рассматриваться как единое твердое тело (это также было моей первой мыслью).

$\endgroup$

$\begingroup$

Ответ на самом деле немного сложнее, чем может показаться. Это может быть и то, и другое, в зависимости от того, как именно они соприкасаются, и атомарной структуры блоков. Чтобы понять ответ, мы должны рассмотреть несколько вещей:

Во-первых, почему возникает трение? Трение, по сути, похоже на столкновение между неровными выступающими краями между двумя шероховатыми поверхностями, как на изображении ниже:

Таким образом, если бы не было пересекающихся ребер на меньших масштабах, не было бы и трения.

Во-вторых, рассматривая пример с одним блоком, как трение распределяется по всему блоку? На самом деле трение происходит только на нижней поверхности, но кажется, что его испытывает весь блок. Кроме того, первоначальная сила приложена только в одной области, тогда как другие области также испытывают силу? Это потому, что блок является твердым телом. Чтобы понять это, мы должны посмотреть на это на молекулярном уровне, что подводит нас к третьему пункту.

Что вы подразумеваете под блоком или двумя блоками? Блок можно разделить на атомы (или молекулы, если это соединение, но я просто буду использовать атомы для простоты), которые удерживаются вместе силами притяжения, имеют небольшое пространство между ними и отталкиваются, когда их толкают. друг друга. Таким образом, даже один блок состоит из многих крошечных блоков , то есть атомов , между которыми есть промежутки . Так что же происходит, когда вы прикладываете силу к одной области блока? Атомы только в этой конкретной области сначала испытывают силу, и поэтому они должны быть на грани смещения, но затем происходят 3 вещи:

1. Атомы вот-вот сместятся, но потому что есть сила отталкивания, когда атомы прижаты друг к другу, они не могут пройти друг через друга, и поддерживается минимальный зазор . Таким образом, сила переносится на следующие атомы, а затем на следующие и так далее по линии, проходящей вдоль силы. Так сила распространяется горизонтально, параллельно первоначальной силе.

2. Атомы, которые собираются сместить, притягивают к себе другие атомы, окружающие их, пытаясь притянуть их в направлении действия силы. Затем эти атомы притягивают к себе другие атомы, окружающие их, и так далее, пока атомы внизу и вверху не испытают первоначальную силу. Таким образом сила распространяется по вертикали, а также по диагонали.

3. Наконец, когда первоначальная сила передается атомам на дне, они вот-вот сместятся, но испытывают силу трения, которая препятствует их смещению. Затем, как и во 2-й точке, только на этот раз, начиная снизу, сила трения также распространяется на окружающие атомы, и это продолжается до тех пор, пока все атомы не испытают силу трения, и поэтому ни один из них не сместится.

Это был подробный механизм распределения сил внутри одного блока. Теперь мы можем использовать те же принципы и посмотреть, как они применимы к двум отдельным блокам, которые «соприкасаются». Как мы уже видели, в атомном масштабе атомы двух блоков будут иметь силу отталкивания между собой и будет сохраняться минимальный зазор . Если два блока «соприкасаются» так, что расстояние между атомами одного блока до другого уже минимально, то силы распределятся между обоими блоками. В противном случае нет, и будет применяться только трение первого блока

$\endgroup$

$\begingroup$

Практический ответ, соответствующий реальным жестким блокам, заключается в том, что на втором блоке нет силы трения.

Причины:

1. макроскопический контакт между блоками не означает полного микроскопического контакта, как это происходит внутри каждого из блоков.

2. Исходный вопрос предполагает отсутствие деформации, то есть твердые тела. Это реализуется в реальной жизни для блоков, где упругая деформация пренебрежимо мала по сравнению с микрорасстояниями между блоками.

3. Между приложенной силой и противодействующей силой трения имеется рычаг уровня. Но я предполагаю, что микродетали области контакта первого блока могут генерировать достаточную пару, чтобы предотвратить любое скручивание.

$\endgroup$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Обязательно, но не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

Show Me The Physics — Трение Вопросы с ответами

Дом

Трение — Заполните пробелы

 

Телефонная книга Friction — Разрушители мифов

Школьные блоки YouTube? Загрузите файл ниже.

Разрушители мифов_-_Phone_Book_Friction.mov

Рейтинговое задание

Ранжируйте трение на 1,0 кг от наибольшего до наименьшего

 

 

 

 

 

ПРОБЛЕМЫ ТРЕНИЯ

*Помните F n = Вес  = мг на горизонтальной поверхности

Ex) A 5,0 кг Сталь блок лежит на *горизонтальный стол* . Коэффициент статического трения ( u s ) 0,75 и u k равно 0,57 а) Минимальное усилие, необходимое для начала движения этого блока (f s )?

Пример) А 5,0 кг Стальной блок лежит на *горизонтальный стол* . Коэффициент статичности трение ( u _s ) 0,75 и u _k равно 0,57 .

а) Что минимальная сила необходимо для запуска этого блока движущийся?

 

ж _с = Ф _Н У _С = Ф _г и _с = мгу _с

 

ж _с = мг _с

 

= 5,0 кг(9,8 м/с ² )(0,75)

 

= 37. Н

 

 

 

 

 

 

 

б) Что это сила трения на этот объект, как он движется?

 

ф _к = мгу _к

= 5,0 кг(9,8 м/с ² )(0,57)

 

= 28 Н

 

 

 

 

 

 

в) Какая сила необходимо применить к объекту, чтобы он продолжал двигаться со скоростью постоянная скорость? (Подсказка: F _net = 0)

При постоянной скорости

 

Приложенное

F = сила трения

 

= 28 Н

 

 

Вопросы о трениях

 

Коэффициенты трения и F = ma

 

 

 

 

 

 

 

Запомнить. ..

Статическое трение f _с = U _с F _n

Кинетическое трение   f _k = U _k F _n

 

 

На горизонтальной поверхности ж с = и с Ф г (принудительно запустить объект переезд) ж к = и к Вт И Вт = мг

 

Ex 1) A 1000. N Автомобиль заносит на мокрой дороге бетонная дорога. Чему равна сила трения, если дорога горизонтальная? на машине?

Пример 1) А 1000. N автомобиль скользит по мокрая бетонная дорога. Если дорога горизонтально, какое трение усилие на машине?

 

ш = 1000. N

U _k  = 0,58

ж _к =

ж _к = U _к F _г = 0,58 х 1000. №

 

= 5,8 x 10 ² Н

 

Пример 2) Лыжника тянут по горизонтальной поверхности с постоянной скоростью с силой 50 Н.  Каков вес лыжника?

 

Пример 2) Лыжника тянут за собой а горизонтальная поверхность в постоянная скорость усилием 50. Н.

 Какой вес лыжник?

 

При постоянной скорости:
 
f _k = приложенная сила

 

ж _к = 50. N

ш = ?

u _k = 0,05

f _k =u _к F _г

50. N = 0,05[F _г ]  

ш = 1000 Н

  

Ex 3) A Деревянный брусок весом 10 кг скольжение по горизонтальному деревянному столу останавливается. Что такое силу на деревянный брусок, из-за которой он остановился?

 

 

Пример 3) А 10. кг блок дерево скользит по горизонтали деревянный стол приведен в покой. Что силу на деревянный брусок, который вызвало остановку?
 

Сила кинетического трения
останавливает блок.

ж _к = ?

 

U _k = 0,30

 

ф _к = F _n u _k = F _г и _к = мгу _к

 

ф _к = мгу _к

 

ф _к = (10, кг)(9,8 м/с ² ). 30 = 29, N

 

 

 

Пример 4) Блок 53 кг, замедленный трения, имеет ускорение -0,10 м/с 2 . Что такое сила трения о брусок?

 

 

Пример 4) A 53, кг блок, замедленный трением, имеет ускорение -0,1 м/с ² . Что сила трения о брусок?

 

м = 53.

кг

а = -0,10 м/с ²

 

f _k  = F = ма

 

ф _к = ф = 53. кг(-.10 м/с ² )

 

= -5,3 Н

 

Пример 5) Сила 8,0 Н создает массу 3,0 кг и ускорение 2,0 м/с 2   вправо.   Какое трение на блоке?

 

Пример 5) Сила 8,0 Н дает а 3,0 кг масса с ускорением 2,0 м/с ² к верно.

Что такое трение о блок?

F _{применяется} = 8,0 Н справа

 

м = 3,0 кг

 

a = 2,0 м/с ²   Справа

 

 

F _нетто = ma = 3,0 кг(2,0 м/с ² )

 

= 6,0 Н

Какая сила трения создаст результирующая сила 6,0 Н?

 

 

 

трение = 2 Н слева

 

 

 

 

Как изменяется величина силы трения
на ящике при смене рампы при увеличении угла
рампы?

Бесплатная схема тела

[ HTML5 ]

 

 

 

 

Трение уменьшается, потому что
нормальная сила уменьшается

 

Review — Какой закон движения лучше всего объясняет это?

Школьные блоки YouTube? Загрузите файл ниже.