Сила трения покоя — определение термина
Термин и определение
это сила, возникающая между двумя телами, соприкасающимися своими поверхностями, в том случае, когда тела покоятся друга относительно друга.
Еще термины по предмету «Механика»
Аксиома I (динамика)
закон или принцип инерции; система сил, приложенная к материальной точке или телу, является уравновешенной, если под ее воздействием точка или тело находится в состоянии относительного покоя или движется равномерно и прямолинейно.
Активная (заданная) сила
это сила, которая характеризует действие других тел на заданное, и вызывает или может вызвать изменение его кинематического состояния.
Ангар
сооружение из металла для хранения, технического обслуживания и ремонта самолётов и вертолётов.
Похожие
- Наибольшая сила трения покоя
- Трение покоя
- Сила трения
- Измерение силы трения
- Сила трения сцепления
- Силы отрицательного (негативного) трения
- Деформационная составляющая силы трения
- Суммарная сила сопротивления трения
- Предельная сила трения скольжения
- Период покоя
- Трение, контактное трение
- Потенциал покоя (ПП, мембранный потенциал покоя)
- Трение и цепкость
- Дивергенция трения
- Конвергенция трения
- Окорка трением
- Внутреннее трение
- Граничное трение
Смотреть больше терминов
Научные статьи на тему «Сила трения покоя»
тел, называется силой трения покоя.
…
Причины силы трения покоя такие же, как у силы трения скольжения….
Замечание 2 В большинстве случаев максимальная сила трения покоя немного превосходит силу трения…
покоя равна силе трения скольжения; абсолютная величина силы трения скольжения прямо пропорциональна
Статья от экспертов
Приведены результаты разработанной автором динамической теории предельного трения, содержащей механическую модель динамического взаимодействия пары трения, а также аналитические законы, устанавливающие зависимость силы трения от времени остановки и от скорости тангенциального нагружения фрикционного контакта и указывающие на существование в природе новых универсальных физических констант в виде предельно возможных коэффициентов, сил и углов трения покоя и движения.
Научный журнал
Creative Commons
заметим максимальное значение силы трения покоя….
трения покоя….
Опыт показывает, что модуль
, пропорционален модулю силы реакции опоры: \[F_{mp} =\mu N.\] Максимальное значение силы трения покоя…
примерно равно силе трения скольжения, приближенно равны также коэффициенты трения покоя и скольжения
Статья от экспертов
В статье рассмотрено влияние сил трения в узлах уплотнений на динамические характеристики регуляторов давления газа. Разработана математическая модель регулятора давления газа с учетом сил сухого трения.
Научный журнал
Creative Commons
Повышай знания с онлайн-тренажером от Автор24!
- 📝 Напиши термин
- ✍️ Выбери определение из предложенных или загрузи свое
- 🤝 Тренажер от Автор24 поможет тебе выучить термины, с помощью удобных и приятных карточек
Возможность создать свои термины в разработке
Еще чуть-чуть и ты сможешь писать определения на платформе Автор24. Укажи почту и мы пришлем уведомление с обновлением ☺️
Привет! Рады, что термин оказался полезен 🤩
Для копирования текста подпишись на Telegram bot.
Удобный поиск по учебным материалам в твоем телефоне
Подписаться и скачать термин
Включи камеру на своем телефоне и наведи на qr-код. Edu24_bot откроется на устройстве
Привет! Рады, что термин оказался полезен 🤩
Подписчики нашего бота Edu24_bot получают определение прямо в телеграмм! Просто перейди по ссылке ниже
Скачать термин
Включи камеру на своем телефоне и наведи на qr-код. Edu24_bot откроется на устройстве
Тема урока: «Сила трения»
Цели и задачи урока:
- Изучить новый вид силы, причину ее
возникновения.
- Научить учащихся различать виды силы трения покоя, скольжения, качения.
- Рассмотреть примеры положительного и отрицательного влияния силы и способы ее устранения.
Наглядные пособия: Графики и таблицы.
Дидактические пособия: Карточки-задания с пословицами.
На доске:
- Если зеленое и дергается – это Биология,
- Если плохо пахнет – это Химия,
- Если не движется и не работает – это Физика.
Если тело не может двигаться – значит, нет сил, которые смогли бы сообщить этому телу ускорение для движения. Мы с вами изучили движение тел под действием сил всемирного тяготения, силы тяжести и нам известны фундаментальные законы механики - законы Ньютона:
1.Сила всемирного тяготения – это сила
взаимного притяжения между любыми телами,она
равна: F = G m1m2/r2.
2.Сила тяжести действует на любое тело у поверхности Земли, и направлена к ее центру: F = mg.
3.! Закон Ньютона – если на тело не действуют никакие силы или действия этих сил скомпенсированы, то это тело или покоится или движется равномерно и прямолинейно, то есть по инерции: F = 0, если v = 0 или v = const.
4.!! Закон Ньютона – под действием некоторой или нескольких сил тело может изменить свою скорость, то есть получить ускорение: F = ma.
5.!!! Закон Ньютона – тела действуют друг на друга с силами, направленными вдоль одной прямой, равными по модулю и противоположными по направлению: F1 = — F2.
(Учащиеся записывают формулы на доске)
Чуть позже мы вернемся к этим определениям и
используем законы по назначению, а пока
рассказывая о движении, нельзя обойтись без
упоминания о трении. Почти любое движение
окружающих нас тел сопровождается трением.
Например: останавливается автомобиль, у которого
водитель отключил двигатель; останавливается
после многих колебаний маятник; медленно
погружается в банку с маслом брошенный туда
маленький металлический шарик; стираются
подошвы обуви и шины машин; изнашиваются детали
трущихся механизмов, изменяя формы и размеры
деталей, которые приводят к вибрациям и биениям в
механизмах, снижают качество работ и создают
угрозу аварии.
Все это и многое другое вызвано
действием силы трения, возникающей при движении
одних тел вдоль поверхности других. Кстати, ходим
мы по земле, благодаря все той же силе трения.
Но силы трения возникают не только при
движении. Каждому, кому приходилось передвигать
по комнате тяжелую мебель (например, шкаф),
известно, как трудно сдвинуть ее с места. Усилия,
которые необходимо для этого приложить, гораздо
больше усилия, затрачиваемого на дальнейшее
перемещение шкафа по полу. Сила, которая
противодействует первоначальному сдвигу шкафа,
называется силой трения покоя. Если сдвигающая
сила не достаточно велика, то сила трения покоя
уравновешивает сдвигающую силу. При этом одной и
той же силой можно легко сдвинуть с места тело с
меньшей массой и не сдвинуть с места тело с
большей массой. Тем самым нарушить трение покоя
одного тела и не изменить другого. До каких пор
действует сила трения покоя? Максимальное
значение силы трения покоя пропорционально силе
тяжести.
Чтобы сдвинуть с места более тяжелое
тело, нужно приложить большую силу,
следовательно, Fтр ~ Fтяж.
Нам привычно, что неодушевленные предметы
вокруг не движутся сами по себе, вещи остаются на
своих местах, где мы их положили или поставили. Но
если бы вдруг сила трения покоя объявила
забастовку, в мире начали бы твориться
удивительные вещи. Мебель ,,гуляла,, бы по
комнатам от легкого сквозняка, со всех гор на
свете сползли бы вниз все ледники, все камни и
даже вся земля, лежащая на склонах сровнялась бы
до одного уровня. Не будь трения покоя, Земля
представляла бы шар без неровностей. Даже самые
спокойные школьники не смогли бы усидеть за
партами – при малейшем движении они
соскальзывали бы на пол. К этому можно прибавить,
что при отсутствии силы трения покоя гвозди и
винты выскальзывали бы из стен, ни одной вещи
нельзя было бы удержаться на месте и в руках, ни
какой вихрь никогда бы не прекращался, никакой
звук не умолкал бы, а звучал бы бесконечным эхом,
неослабно отражаясь ото всюду.
Поэтому, все что стоит и не движется это благодаря силе трения покоя, пропорциональной силе тяжести.
1.Для горизонтальной поверхности сила тяжести совпадает по модулю с реакцией опоры (Приложение 1).
2.В случаях, когда тело находится на наклонной поверхности, и оно неподвижно, так как сила трения покоя препятствует силе тяжести, которая стремится столкнуть тело вниз при попытке сдвинуть тело со своего места, сила реакции опоры будет зависеть от угла наклона плоскости (Приложение 2)
Если сдвигающая сила превысит максимальное
значение силы трения покоя, тело начнет
двигаться. При этом возникает сила трения
скольжения, которая несколько меньше
максимального значения силы трения покоя и сила
трения скольжения не зависит от сдвигающей силы.
В нашем примере со шкафом оказывается, что уже
скользящий по полу шкаф передвигается с меньшим
усилием, чем первоначальный сдвиг с места, дело в
том, что на помощь приходит инерция, то есть шкаф
движется по инерции и под действием меньшей силы (Приложение 3).
Пока шкаф
покоится, сила трения увеличивается
пропорционально увеличению сдвигающей силы.
Когда шкаф начинает двигаться, сила трения
скольжения зависит уже от других факторов. И вот
такой исторический факт:
Шел 1500 год. Великий итальянский художник,
скульптор и ученый Леонардо да Винчи проводил
странные опыты, чем удивлял своих учеников: он
таскал по полу, то плотно свитую веревку, то ту же
веревку во всю длину. Его интересовал ответ на
вопрос: зависит ли сила трения от скольжения от
величины площади соприкосновения в движении тел?
Механики того времени были глубоко убеждены, что
чем больше площадь касания, тем больше сила
трения. Они рассуждали так: чем больше точек
соприкосновения, тем больше сила трения.
Совершенно очевидно, что на большей поверхности
будет больше таких точек касания, поэтому сила
трения должна зависеть от площади трущихся тел.
Леонардо до Винчи усомнился в справедливости
данных предположений и стал проводить опыты.
Попутно он исследовал зависимость силы трения от
материалов, из которых изготовлены трущиеся
тела, от величины нагрузки на эти тела, от
скорости скольжения и от степени гладкости или
шероховатости их поверхностей. Результаты
исследований представлены на таблице:
Зависимость коэффициента трения
| год | Имя ученого | От площади соприкосновения трущихся тел | От рода материалов | От массы нагрузки | От скорости движущихся тел | От шероховатости поверхности тел |
| 1500 | Леонардо да Винчи (Италья) |
нет | нет |
Да | нет | да |
| 1699 | Амонтон (Франция) |
нет | нет |
Да | да | нет |
| 1748 | Леонард Эйлер (Россия) |
нет | нет | Да | да | да |
| 1779 | Кулон (Франция) |
да | да |
Да | да | да |
В 1699 году французский ученый Амонтон в
результате своих опытов, пришел к несколько иным
ответам на эти же вопросы.
В течении XVIII и XIX веков
насчитывалось до 30 исследований на эту тему. Их
авторы соглашались только в одном: сила трения
скольжения зависит от силы нормального давления,
действующей на соприкасающиеся тела. А по
остальным вопросам согласия не было. Продолжал
вызывать недоумение даже у самых видных ученых
экспериментальный факт: сила трения не зависит
от площади трущихся тел. В 1748 году,
действительный член Российской Академии наук
Леонард Эйлер опубликовал свои ответы на пять
вопросов о трении. В 1779 году, в связи с внедрением
машин и механизмов в производство, назрела
острая необходимость в более глубоком изучении
законов трения. Выдающийся французский физик
Кулон занялся решением задачи о трении и
посвятил этому два года. Он ставил свои опыты на
судостроительной верфи в одном из портов
Франции. Там он нашел те практические
производственные условия, в которых сила трения
играла очень важную роль.
Кулон на все пять
вопросов ответил – да.
Предлагаю вам, сейчас открытым голосованием, используя свой жизненный опыт и знания, ответить на каждый из пунктов этой таблицы. Ваша поднятая рука будет означать – да, отказ от голосования – нет. Эти голоса я занесу в таблицу, добавив их к списку ученых и через 500 лет, после начала исследований, мы узнаем истинные причины, влияющие на силу трения.
Вывод: в первую очередь сила трения скольжения
зависит от силы нормального давления, чем больше
масса, тем больше сила трения. Сила трения
зависит от качества обработки трущихся
поверхностей, чем больше неровностей на
поверхностях, тем чаще происходит зацепление их,
сопровождаемое деформацией и увеличением
вследствие этого силы трения. Коэффициент трения
зависит также от материалов, из которых сделаны
тела, и в наименьшей степени от модуля
относительной скорости перемещения. Сила трения
не зависит от площади соприкасающихся тел: ведь
нужна одинаковая сила, чтобы сдвинуть с места или
тащить с медленной скоростью широкий лист стали
или такого же веса гирю, опирающуюся на
поверхность лишь малой площадью.
Поэтому
коэффициент трения характеризует два тела
трущихся друг о друга и зависит от материалов, из
которых сделаны тела и от качества обработки
поверхностей.
Коэффициент трения скольжения
| № п/п | Трущиеся вещества | Коэффициент трения |
| 1 | Бронза по бронзе | 0,2 |
| 2 | Бронза по чугуну со слабой смазкой | 0,19 |
| 3 | Дерево по дереву (дуб) | 0,5 |
| 4 | Дерево по сухой земле | 0,71 |
| 5 | Кирпич по кирпичу | 0,65 |
| 6 | Кожаный ремень по чугунному шкиву | 0,56 |
| 7 | Сталь по льду | 0,02 |
| 8 | Сталь по стали | 0,13 |
| 9 | Уголь по меди | 0,25 |
| 10 | Чугун по чугуну со слабой смазкой | 0,15 |
| 11 | Резина по бетону | 0,75 |
Например, задача на использование таблицы значений для коэффициента трения, из серии “Вовочкины” задачи:
1.
Вокруг школы шли ремонтные работы и рабочий
устанавливал деревянную лестницу к столбу, но
верхняя ступенька все время соскальзывала с
деревянного столба. В это время Вовочка проходил
мимо и посоветовал рабочему заменить верхнюю
ступеньку лестницы веревкой или куском каната.
Почему он предложил этот способ для устойчивости
лестницы? (Ответы учащихся)
Ответ: Площадь соприкосновения веревки со столбом больше, чем ступеньки лестницы. Кроме того, веревка ворсиста. Все это увеличивает силу трения.
Предлагаю учащимся эксперимент: сползет или не
сползет карандаш, если положить его на наклонно
распложенную книгу? Это зависит от того, как
расположить карандаш. Если положить вдоль
уклона, карандаш даже при большом угле наклона
скользить будет медленнее, чем при меньшем угле
наклона будет скатываться карандаш, положенный
поперек, особенно если он круглый. Катить легче,
чем волочить, так как сила трения качения при
прочих равных условиях всегда меньше силы трения
скольжения.
Именно, поэтому люди изобрели колеса.
В глубокой древности о колесах не знали и даже
летом грузы возили на санях или тащили волоком.
Прошло немало лет прежде, чем древние инженеры
догадались подложить под грузы катки, то есть
заменить трение скольжения трением качения. Так
для постройки памятника Петру-I в
Санкт-Петербурге, громадную каменную глыбу
доставили в город на катках. А иначе, постамент
для памятника основателю города трудно было бы
строителям тащить волоком.
Замена трения скольжения трением качения было большим шагом вперед и увеличило производительность труда. Сначала полозья заменили брусьями, затем колесами, насажанными на оси, для уменьшения трения ввели смазку между трущимися деталями. В качестве смазки могут использоваться различного вида жидкости, масла. Кроме того, чтобы происходил как можно меньший износ трущихся частей, были изобретены шариковые подшипники.
Задача на закрепление материала:
Задача 1: Вы знаете, что чтобы забить
гвоздь в древесину, необходимо приложить немало
усилий, но чтобы вытащить его нужно не меньше.
Это
можно сделать с помощью клещей. Но, что же так
крепко держит гвозди в доске? Ведь поверхность
гвоздя гладкая, и если он прямой, то ему нечем
зацепиться за дерево! Чем можно это объяснить?
Ответ: Держит гвоздь сила трения. Когда его забивали, то заостренный конец с силой раздвигал древесные волокна, проделывая отверстие, по которому проходило тело гвоздя. Раздвинутые волокна стремятся занять свое положение и снова сдвинуться. Они со всех сторон сжимают гвоздь. Благодаря этому нажиму между поверхностью гвоздя и деревом возникает большая сила трения. Гвоздь оказывается зажатым, будто в тисках.
Задача 2: Жидкости являются смазкой
при трении, и допустим, деревянное изделие с
вбитыми гвоздями долго находилось под дождем или
в сыром месте. Если начать вытаскивать гвозди из
сырой древесины, то нужно приложить еще больше
усилий, чем при вытаскивании из сухой, почему так?
Ведь вода, кажется должна быть смазкой.
Ответ: Потому, что промежутки между частичками древесины, набухшей от влаги, увеличиваются, и гвоздь сильнее сжимается волокнами древесины. Значит, сила трения увеличивается.
А теперь, я предлагаю вам найти ответы на народные приметы и пословицы (дидактические пособия – карточки с пословицами). Определите, значение силы трения для каждой пословицы, и какую роль эта сила играет положительную или отрицательную.
| Коси, коса, пока роса, Роса долой – и ты домой. (русская) |
Пошло дело, как по маслу. (русская) |
| От безделья и лопата ржавеет. (русская) |
Без мыла в душу влезет. (русская) |
| От того телега запела, Что давно дегтя не ела. (русская) |
Не, такого человека, который хоть раз не
поскользнулся по льду. (осетинская) |
| Каков но, так и режет. (русская) |
Не смазанное колесо ось перетрет. (узбекская) |
| Три, три, три – дырка будет. (русская) |
Задумал муравей Фудзияму-гору сдвинуть. (японская) |
| На льду не строятся. (русская) |
Лопату не покрывают позолотой. (корейская) |
| Не подмазанная арба не поедет. (таджикская) |
Сухая ложка рот дерет. (русская) |
| Из навощенной нити трудно плести сети. (корейская) |
Баба с возу – кобыле легче. (русская) |
| Часы могут остановиться, Время – никогда. (сербская) |
Плуг от работы блестит. (русская) |
| Ключ, который часто в работе, блестит. (турецкая) |
От работы пила, раскалилась до бела. (русская) |
| Ржавый плуг только на пахоте очищается. (марийская) |
Что кругло – легко катится. (японская) |
| Жнущий серп всегда блестит. (мокша) |
Кататься, как сыр в масле. (русская) |
| Мел оставляет белый след, а уголь – черный. (индонезийская) |
Против шерсти не гладят. (русская) |
| Остер шип на подкове, Да скоро сбивается. (русская) |
Угря в руках не удержишь. (французская) |
| Не подмажешь, не поедешь. (французская) |
Колодезная веревка, сруб
перетирает. (японская) |
Статическое и кинетическое трение | bartleby
Кинетическое трение
Кинетическое трение возникает при наличии движущихся поверхностей, другими словами, мы можем сказать, что сила, возникающая между движущимися поверхностями, известна как кинетическое трение.
Во всех случаях в направлении силы, смещающей объект и отвечающей за перемещение объекта, действует сила, противоположная направлению. Зависимость полной силы будет от коэффициента трения тела.
Это своего рода сила, которая действует в направлении, противоположном движущемуся объекту, или мы можем сказать, что сила трения захватывает скользящий объект или тело.
Формула кинетического трения
Коэффициент кинетической энергии обозначается буквой «мю» с основанием «к».
Произведение коэффициента и силы, действующей нормально на тело.
Отсюда для этого случая —
FK=мкН
где
1.
Fk=сила кинетического трения.
2.μk = коэффициент
3. N = нормальная действующая сила
Применение
- Трение играет очень важную роль в нашей повседневной жизни. Когда мы трём две поверхности, в этом случае также возникает трение, и в этом случае движение превращается в тепло.
- Износ машин и приборов также является приложением кинетического трения. Поэтому нам нужны смазки, чтобы уменьшить его.
Коэффициент
Отношение нормальной силы и силы трения, действующей на поверхность, определяет коэффициент трения.
Обозначается -«mu»(μ)
Численно
μ=FN
Где f обозначает силу трения, а n обозначает нормальную силу.
Поскольку отношение коэффициента является силой, то оно становится безразмерным, так как оба члена сокращаются. В зависимости от типа трения коэффициент меняется.
Сила, противодействующая силе, приложенной к телу, является силой трения в случае статического трения.
Тело будет оставаться в покое, пока не будет преодолена сила трения статического состояния.
Движению объекта противодействует сила трения в случае кинетического трения.
Машины Применение
Чтобы колесо сопротивлялось движению и не катилось по поверхности, это условие вызвано деформацией силы. Тангенциальная сила трения не отвечает за возникающее сопротивление.
Для условия, когда цилиндр катится по поверхности, нормальная сила в этом случае является касательной к точке контакта. Цилиндр движется с постоянной скоростью.
Нет сопротивления качению.
Статическое трение – это трение или сила, которая отвечает за удержание тела или предмета в покое. Статическое трение можно объяснить как силу трения, возникающую при перемещении покоящегося тела без какого-либо относительного движения между этим телом и поверхностью, на которой оно находится.
Чтобы тело оставалось в покое, сила трения уравновешивает силу, приложенную к телу. Статическая сила трения также известна как сила саморегулирования.
То есть трение покоя всегда равно и противоположно приложенной силе.
Примеры статического трения
1. Ручка на столе.
2. На стене висит тряпка
3. На холме припаркован велосипед.
Законы статического трения
- Площадь контакта не является зависимым параметром для максимального трения.
- Нормальная сила сравнивается с максимальной силой в случае статического трения. Это означает, что нормальная сила прямо пропорциональна максимальной силе.
| BASIS OF COMPARISION | STATIC FRICTION | KINETIC FRICTION |
| Basic | It is related to the body at rest | It is related to the body at motion |
| Magnitude | Больше | Сравнительный минус |
| Обозначается как | F S | F k |
| Выражение | 0114 | μKFN |
| Величина силы | Зависимый | Независимый |
| Nature | , это противоречит движущемуся сроке | 66. Это противоречие. |
| Значение | Может быть нулем | Никогда не может быть нулем. |
| При действии | При отсутствии относительного движения | При наличии относительного движения |
| Пример | Бумага на столе | Перемещение игрушечной машинки по столешнице. |
В обоих случаях в статическом и кинетическом трении оба средства являются силами сопротивления. Оба они действуют против движения, которое происходит между двумя поверхностями, соприкасающимися друг с другом, и пропорционально перпендикулярной силе между двумя объектами.
Предположения относительно тренияТрение — очень важная и сложная сила, которая действует по-разному в различных условиях. Есть три предположения относительно трения:
- Нормальная сила пропорциональна силе трения.
- Относительная скорость не участвует в силе трения.
Пропорциональность возникает между трением и нормальной силой независимо от площади контакта.
- Для двух скользящих или контактных шероховатых поверхностей фактическая рассматриваемая площадь контакта или скольжения представляет собой часть общей площади, где происходит прикосновение к пятну, т. е. происходит скольжение.
- Увеличение фактической площади контакта или скольжения из-за большей нормальной силы, что приводит к пропорциональности трения и площади, что означает, что при большей нормальной силе в условиях большей приложенной силы увеличивается трение и площадь контакта.
- Сухое трение (кулоновское трение): трение, действующее между двумя несмазанными поверхностями.
- Жидкое трение: трение, действующее между слоями жидкости с различной скоростью. Это зависит от вязкости.
- Внутреннее трение: За низкий предел упругости и циклическую нагрузку отвечает внутреннее трение.
Груз W блока, помещенного на горизонтальную поверхность. Силы, действующие на брусок, равны его весу и
К блоку приложена горизонтальная сила P. Для равновесия представлена горизонтальная составляющая силы F, которая представляет собой Статические силы-трения.
Fs=µsN
Увеличение P позволит блоку двигаться, и F в этом случае будет продолжать уменьшаться.
Fk=мкН
мкс означает коэффициент статического трения
мкс означает коэффициент кинетического трения
Сила статического трения Максимальное условие
Fs=мксН
Сила кинетического трения
Fk=мкН
Статическая сила трения для максимального состояния и кинетическая сила трения равны- Направление, пропорциональное нормальной силе.
- В зависимости от типа и состояния контактных поверхностей
- Независимо от площади контакта
Например:
Определите максимальный угол θ до того, как блок начнет проскальзывать.
мкс обозначает коэффициент трения для поверхности блока и наклонной поверхности.
Решение,
Диаграмма свободного тела блока будет иметь вид F=FS=мксN
Следовательно, для надвигающегося движения
мкс=tanθmaxθmax=tan−мкс
Следовательно, максимальное значение θ известно как угол естественного откоса.
ВопросБрусок массой 300 Н помещен на наклонную плоскость, на которую действует сила 100 Н. Коэффициент статического и кинетического трения μ s = 0,25 и μ k = 0,20, которое существует для поверхности. Укажите, существует ли для бруска условие равновесия, и определите силу трения.
Решение,
Рисуем диаграмму свободного тела,
Для условия равновесия
(300Н)=0Н=240Н
Теперь рассчитаем максимальную силу трения и сравним ее с силой трения, необходимой для равновесия. Если значение силы трения больше, то оно не будет скользить.
Fs=µsNFs=0,25(240)=60N
Fk=µkN=FactualFk=0,20(240)=48
Блок будет скользить по плоскости вдоль F.
Если максимальная сила трения меньше силы трения сила, необходимая для равновесия, блок будет скользить. Рассчитать кинетическую силу трения.
Fk=µkN=FactualFk=0,20(240)=48
Контекст и применениеКогда мы идем по шероховатой поверхности, поверхность сопротивляется движению нашей ходьбы, что является приложением трения. Эта тема изучается на школьных уровнях, а также
Бакалавры естественных наук (физика)
Мы предоставим вам пошаговые решения для миллионов задач из учебников, круглосуточную помощь экспертов в данной области, если вы запутались, и многое другое.
Ознакомьтесь с примером решения вопросов и ответов по физике здесь!
*Время ответа зависит от темы и сложности вопроса. Среднее время отклика составляет 34 минуты для платных подписчиков и может быть больше для рекламных предложений.
Что такое трение? — Обзор физики (видео)
vimeo.com/video/379842571?app_id=122963″ frameborder=»0″ allow=»autoplay; fullscreen» allowfullscreen=»»> Стенограмма
Привет и добро пожаловать на это видео о трении! Трение — это тип сопротивления, с которым сталкивается один объект при движении по другому объекту. В этом видео мы рассмотрим модель трения и несколько примеров различных видов трения.
Для начала ознакомимся с « нормальная сила ». Нормальная сила — это составляющая, точно перпендикулярная к месту соприкосновения двух поверхностей. Когда вы стоите на земле, нормальная сила направлена вверх, к небу, потому что двумя соприкасающимися поверхностями являются подошвы ваших ног и земля. Когда вы толкаете коробку вверх по пандусу, нормальная сила перпендикулярна пандусу:
В стандартной модели трения мы считаем трение пропорциональным нормальной силе. Сила трения F равна mu, умноженной на Н:
F=мкН
Константа пропорциональности μ изменяется в зависимости от того, движется объект или стоит на месте.
Мы используем коэффициент статического трения, когда объект не движется.
Предположим, у нас есть очень тяжелый ящик, который нужно толкнуть по земле. Нажимаем слегка, а коробка не двигается. Итак, мы начинаем давить все сильнее и сильнее, пока вдруг коробка не начнет двигаться! В этом примере коробка сначала не двигается, потому что трение покоя препятствует изменению движения. Чем сильнее мы нажимаем, тем больше статическое трение. Однако мы достигаем точки, когда коробка внезапно начинает двигаться. В этот момент наша модель переключается на кинетическое трение, которое является константой, для описания сил трения.
Это наша стандартная модель трения. Статическое трение прямо пропорционально нормальной силе и увеличивается до тех пор, пока объект не начнет двигаться. Кинетическое трение является постоянной величиной, которая меньше или иногда почти равна максимальному трению покоя.
Трение поглощает энергию, которую вы обычно конвертируете в полезную энергию.
Мы видим это в статическом трении: вместо того, чтобы объект двигался, как только вы прикладываете силу, трение поглощает эту энергию и сопротивляется изменению. Затем кинетическое трение забирает энергию при движении объекта. Если вы скользите по полу, в конце концов вы останавливаетесь, потому что кинетическое трение сопротивляется вашему движению и замедляет вас.
Иногда вам может понадобиться минимизировать кинетическое трение. Если вы хотите скользить дальше по полу, вы можете отполировать пол воском, чтобы сделать пол более скользким. Другой вариант — сбрызнуть ноги растительным маслом, чтобы создать буфер между полом и ногами. В этом случае растительное масло действует как смазка и снижает коэффициент кинетического трения.
Еще один способ снизить трение — использовать шарикоподшипники и смазку в колесах. Шариковые подшипники помогают колесу вращаться более плавно, а смазка создает более скользкую поверхность для катания шариков.
Иногда нам действительно нужно увеличить кинетическое трение! Допустим, вы разрабатываете новый вид абразивного вещества для наждачной бумаги.
Абразивное вещество создает высокий коэффициент трения между тестируемой поверхностью и бумагой. Мы даже можем провести эксперимент, чтобы выбрать наиболее абразивное вещество из ряда вариантов. Используя одинаковое количество бумаги и брусков заданной массы для каждого, прикрепите к бруску пружинные весы и тяните, пока брусок не начнет двигаться. Максимальное значение, показанное на шкале, коррелирует со статическим трением. Затем вы можете тянуть блок с постоянной скоростью, чтобы измерить кинетическое трение.
Mass (g) 400
| Reading (g) | Estimate | ||||
| Abrasive | Static | Kinetic | μS | μK | |
| A | 255 | 127 | 0.64 | 0.32 | |
| B | 263 | 153 | 0.66 | 0.38 | |
| C | 258 | 144 | 0.65 | 0. 36 | |
| D | 288 | 136 | 0,72 | 0,34 |
Наша модель не идеальна. Мы предполагаем, что кинетическое трение всегда постоянно. Для низких скоростей это в основном верно, но как только вы начинаете двигаться очень быстро, кинетическое трение становится зависимым от скорости . Одним из таких примеров является прыжки с парашютом. Вы летите очень быстро по воздуху, набирая скорость с момента прыжка, но, в конце концов, ваша скорость остается постоянной. это называется конечная скорость , и это происходит потому, что кинетическое трение пропорционально квадрату скорости.
Теперь, когда мы рассмотрели основы того, что такое трение, вот интересный пример для проверки ваших знаний.
Инженеры, проектировавшие марсоход Curiosity, очень беспокоились об атмосфере Марса, когда марсоход приземлялся на Марс. Почему?
- Ровер двигался так быстро, что кинетическое трение молекул в атмосфере могло нагреть марсоход и взорвать его.
