Site Loader

Содержание

Сила трения покоя – формула, определение, модуль

4.3

Средняя оценка: 4.3

Всего получено оценок: 162.

4.3

Средняя оценка: 4.3

Всего получено оценок: 162.

Действия тел друг на друга, создающие ускорения, называют силами: все силы можно разделить на два вида: силы, действующие при непосредственном соприкосновении и силы, действующие независимо от того соприкасаются тела или нет, силы которые могут действовать на расстоянии. Сила трения возникает при соприкосновении тел и основная черта силы трения состоит в том, что она препятствует движению соприкасающихся тел или возникновению этого движения. Различают силы трения покоя, скольжения и качения.

Где мы встречаемся с силой трения

В повседневной жизни с силой трения мы сталкиваемся ежедневно. Например, сила трения помогает нам удерживать в руках предметы и ходить по земной поверхность. В зимнее время тротуары посыпают песком для увеличения той самой силы трения, и предотвращения падений на скользкий снег. Приведем еще несколько примеров на эту тему:

  • Лыжи, санки и сноуборды, конечно, прекрасно скользят по снегу спускаясь с горы, но остановятся через некоторое время на горизонтальной поверхности;
  • Автомобили и мотоциклы прекращают движение после остановки двигателя без помощи тормозов — тормозит сила трения. Правда, тормозной путь будет больше;
  • Гвозди и клинья обеспечивают сцепление за счет силы трения;
  • Узлы на веревках, тросах и шнурках не развязываются благодаря трению;
  • Предметы устойчиво стоят на столах и не падают от дуновения ветерка по той же причине;
  • Петли скрипящих дверей смазывают маслом, чтобы уменьшить силу трения;
  • Музыкальные инструменты (струнные и щипковые) звучат благодаря трению.
Рис. 1. Примеры проявления силы трения.

Дадим общее определение силы трения:

Сила трения — это сила, возникающая при контакте двух тел и препятствующая их относительному движению. Сила трения направлена против движения.

Сила трения может быть как полезной, и тогда ее действие стараются усилить, так и нежелательной. В последнем случае стараются всевозможными методами снизить трение. Как правило, для этого применяются различного рода смазки в виде масел. Например, эффективность двигателя внутреннего сгорания в наибольшей степени зависит от трения поршней о стенки цилиндров. Производители масел стараются снизить трение и увеличить срок службы двигателя.

Причины возникновения силы трения

Первая причина — не идеальность поверхностей. Казалось бы гладкие на вид и на ощупь поверхности всегда имеют какое то количество бугорков, шероховатостей и царапин, которые мы не можем разглядеть. При движении тела (или при попытке движения) эти дефекты цепляются друг за друга, что в сумме дает некоторую силу, препятствующую движению.

Рис. 2. Граница раздела трущихся поверхностей: царапины, бугры, дефекты.

Вторая причина — сила трения возникает благодаря существованию сил взаимодействия молекул и атомов соприкасающихся тел.

Взаимодействие возникает между электрическими зарядами, которые имеют частицы (электроны, протоны), входящие в состав атомов.

Сила трения покоя

Существует или нет сила трения, когда тела находятся в состоянии покоя? Да, существует. Например, если нам понадобится дома передвинуть фортепиано или что-то из мебели, то для этого придется приложить ощутимое усилие, которое только достигнув некой стартовой величины, позволит начать движение. Еще один пример: тело, лежащее на наклонной плоскости неподвижно, удерживается силой трения, хотя на него действует сила тяжести. В обоих случаях действующая на тела сила уравновешивается силой трения. Сила, возникающая при отсутствии относительного движения тел, называется силой трения покоя.

Рис. 3. Тело на наклонной плоскости, удерживается силой трения.

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

$ Fтр = – Fвн $ (1).

Равенство (1) называется формулой силы трения покоя.

Силу трения покоя тела, лежащего на горизонтальной поверхности можно измерить с помощью динамометра, зацепив его за выступ (крюк) на теле. Натягивая постепенно пружину динамометра мы достигнем некоторого значения, когда тело сдвинется с места, а после этого начнет двигаться равномерно. Это и будет величина силы трения покоя.

На тело в процессе равномерного движения будет действовать уже сила трения скольжения. Оказывается, что сила трения скольжения может быть меньше, чем сила трения покоя. Это происходит потому, что коэффициент трения скольжения зависит от скорости скольжения одного тела относительно другого.

Что мы узнали?

Итак, мы узнали по какой причине вообще возникает сила трения. Сила трения покоя существует даже при отсутствии перемещения тел относительно друг друга. Формула (1) показывает, что сила трения равна внешней силе по модулю, и направлена в противоположную сторону.

Тест по теме

Доска почёта

Чтобы попасть сюда — пройдите тест.

  • Александр Коновалов

    4/5

  • Устиния Воронова

    4/5

Оценка доклада

4.3

Средняя оценка: 4.3

Всего получено оценок: 162.


А какая ваша оценка?

49 важных фактов, которые вы должны знать

Мы испытываем сила трения каждый день в нашей жизни. В этом посте мы обсудим несколько сила трения примеры в наших Повседневная жизнь в деталях.

Примеры силы трения
  • Сдвиг объекта
  • Перетаскивание тяжелого материала
  • Пока ты гуляешь
  • Катящийся шар автоматически останавливается
  • Трение, испытываемое метеором при входе в атмосферу Земли
  • Альпинистские растения
  • Поток чернил в ручках
  • Глажка рубашки
  • Перетягивание каната
  • Шкив для забора воды из колодца
  • Очистка поверхности жидкостями
  • Парашютист

Скольжение объекта.

Скольжение любого предмета по столу — это пример силы трения. Когда вы перемещаете предмет по столу, он приходит в исходное положение через определенное время из-за силы трения.

Изображение кредита: pixabay бесплатные изображения

Перетаскивание тяжелого материала.

Становится сложно перемещать тяжелый материал; мы должны применить заставить его тащить. Это означает, что сила в противоположном направлении имеет большую величину, чем приложенная сила. Следовательно, чтобы переместить этот материал, сила выше, чем сила трения следует применять.

Изображение кредита: «Путешественник по миру» by Мика Ситтиг под лицензией CC BY 2.0

Пока вы гуляете.

Во время прогулки, мы обычно испытываем силу трения. Ходьба происходит только из-за наличия трения между ногами и землей. Это создает между ними связь, которая помогает нам двигаться вперед. Здесь сила, прилагаемая ногой, равна силе трения о землю и противоположна ей.

Изображение кредита: pixabay бесплатные изображения

Катящийся шарик останавливается автоматически.

Когда вы подаете заявку сила на мяч, он начинает катиться, но через некоторое время скорость мяча уменьшается, и он останавливается. Это изменение скорости происходит из-за сила трения.

Изображение кредита: «Катящийся мяч» by Темный гном под лицензией CC BY-ND 2.0

Трение, испытанное метеоритом.

До попадая в атмосферу Земли, метеоры испытывают высокая сила трения, и из-за этого они сгорают, прежде чем упасть на поверхность земли.

Изображение кредита: «Леонид Метеор 2009» by Navicore под лицензией CC BY 2.0

Вьющиеся растения.

Много альпинистские растения можно увидеть на природе, взбираясь на поверхность дерева с помощью сила трения. Как правило, для лазания они используют неровные поверхности, такие как ствол и кора дерева.

    Изображение кредита: pixabay бесплатные изображения

Поток чернил в ручках.

Течение чернил в ручке происходит из-за силы трения, называемой трением жидкости. Поток жидкости через поверхности испытывает трение, а вязкость чернил снижена до разумной скорости потока.

 Изображение кредита: pixabay бесплатные изображения

Глажка рубашки.

Без сила трения, железный ящик будет скользить через ткань, когда вы пытаетесь ее гладить. Действительно, трение — это явление, которое помогает оказывать давление на сморщенную ткань; здесь давление является одним из факторов, влияющих на трение, и прямо пропорционально трению.

Изображение кредита: «Утюг с одеждой» by Wuestenigel под лицензией CC BY 2.0

Перетягивание каната

В игре перетягивание каната, в который обычно играют как забавный вид спорта, две команды тянут друг друга с помощью прочной веревки между собой. Полно сила трения здесь находится между рукой игроков и веревкой.

Изображение кредита: pixabay бесплатные изображения

Шкив для забора воды из колодца.

Игровой автомат сила трения между шкив и веревка дает возможность надежно удерживать ведро. Обычно, чтобы набрать воду из колодца, мы используем веревку и ведро, соединенное с помощью шкива. Трение помогает нам забирать воду из колодца.

Изображение кредита: «Добыча воды из деревенского колодца, Южная Суматра, Индонезия, 2006 г. Фото: Рани Ноерхадхи / AusAID» by Библиотека фотографий DFAT под лицензией CC BY 2.0

Очистка поверхности жидкостями.

Некоторые жидкости обычно используются для мытья полов. потому что они помогают уменьшить силу трения между частицами пыли и поверхностью, благодаря чему поверхность кажется чистой.

Изображение кредита: «Уборка пола» by Tinafranklindg под лицензией CC BY 2. 0

Парашютист.

Парашютист испытывает большая сила трения при нырянии с воздуха. Во время дайвинга его скорость увеличивается, а для выполнения таких трюков человек должен быть в хорошей физической и психологической форме.

  Изображение кредита: pixabay бесплатные изображения

Примеры увеличения трения.

Если поверхность шероховатая, она больше трения и больше сцепления, примеры увеличения трения являются следующими,

Насыпание песка.

После дождя поверхность становится скользкой; это сделано грубо разбрасывание песка для увеличения трения чтобы было легко ходить.

             Изображение кредита: «130110-A-ON889-168» by Норфолк под лицензией CC BY 2.0

Резиновые шины.

Игровой автомат шины транспортных средств имеют особый тип дизайна, называемый протекторы которые видны на их поверхности. Это помогает увеличить трение между землей и шиной.

  Изображение кредита: pixabay бесплатные изображения

Гимнастки.

Гимнасты обычно наносят на руки специальный грубый материал, чтобы крепко держать их в руке. Этот учебный материал помогает в увеличение трения между их руками и предметами, которые они используют для выполнения.

  Изображение кредита: pixabay бесплатные изображения

Футбольные бутсы имеют шпильки.

Футбольная обувь разработаны с уникальные шпильки, Который увеличивает трение и помогает игрокам лучше сцепляться между землей и ботинками. Если бы шипы не были спроектированы, возникла вероятность того, что они соскользнули во время игры.

Изображение кредита: pixabay бесплатные изображения

Игрок Кабадди вытирает руки песком.

Перед игра в кабадди, игроки обычно вытирать руки песком в увеличить трение. Кроме того, это помогает им опереться на игрока противоположной команды.

 Изображение кредита: «Каббади каббади» by Незарегистрированные наблюдения под лицензией CC BY 2.0

Подошва обуви рифленая.

Поверхность наши сандалии рифленые в увеличить трение что помогает нам с комфортом идти по тропе.

  Изображение кредита: pixabay бесплатные изображения

Примеры уменьшения трения.

Мы создаем более гладкая поверхность потому что это уменьшает трение и предметы двигаться дальше с меньшим хватом. Примеры уменьшения трения являются следующими,

Нанесение смазок.


Применяя смазочные материалы, такие как консистентная смазка или масло, Мы можем уменьшить силу трения между движущимися частями двигателя автомобиля. В результате уменьшается износ деталей и увеличивается их срок службы.

   Изображение кредита: pixabay бесплатные изображения

Нанесение масла на дверные петли.

Мы применяем масло на дверная ручка в уменьшить трение чтобы движения были плавными и легкими. Применяемое здесь масло изменяет сухое трение в жидкостное трение.

Изображение кредита: «Проект 365 № 311: 071118 Smooth Operator» by comedy_nose под лицензией CC BY 2.0

Полировка поверхности.

Неровности поверхностей можно уменьшить полировкой.; Вот, полировка снижает трение нанеся масло на дверные ручки, чтобы сделать движение управляемым.

    Изображение кредита: pixabay бесплатные изображения

Используя шарикоподшипник.

Шарикоподшипники используются вместе с уменьшить трение во вращающихся машинах. Хотя трение качения будет меньше трения скольжения, при установке валов на шарикоподшипниках это уменьшает трение.

Изображение Фото: «Сферические шарикоподшипники @ 100 инноваторов @ Tekniska Museet» by пеллестен под лицензией CC BY 2.0

За счет оптимизации.

Обтекаемость кузова снижает сила трения. Например, трение в воздухе уменьшается за счет конструкции обтекаемых корпусов самолетов; Точно так же гидравлическое трение уменьшается, если конструкция корпуса корабля упрощается.

Изображение кредита: «Летающие птички» by КЛДСРФ под лицензией CC BY 2.0

Примеры высокого трения.

Высокое трение обычно действует для сухие и шероховатые поверхности; это очень высоко, что заставляет объекты замедляться. Примеры высокого трения являются следующими,

Езда на велосипеде по дороге.

Трение помогает двигаться, заводить, останавливать и поворачивать велосипед.. Это высокое трение гарантирует, что вы не соскользнете с дороги. Благодаря высокому трению конструкция шин обеспечивает столь необходимое сцепление для езды на велосипеде.

   Изображение кредита: pixabay бесплатные изображения

Износ обуви.

Высокое трение вызывает износ обуви, Такой же трение который помогает нам ходить, если он увеличивается, это может привести к повреждению вашей обуви.

Тормоза автотранспортных средств.

Шины автомобиля сделаны грубыми, чтобы увеличить трение.. Тормоза автомобиля всегда работать на трение явление между колесом и тормозной колодкой. Здесь высокое трение помогает замедлить движение транспортного средства.

 Изображение кредита: pixabay бесплатные изображения

Потирание рук.

Потирание рук — это повседневный пример сильного трения.. Когда мы потираем руки, мы чувствуем, что руки становятся теплее; здесь высокое трение производит тепловую энергию, дающую нам ощущение тепла.

Геккон на стене.

Ящерица-геккон — хороший пример высокого трения.
 С помощью силы трения ящерице-геккону будет легко забраться на стену, потому что между ее ногами и поверхностью стены действует сильное трение.

Изображение кредита: «Ящерица-геккон на желтой стене» by MyStockPhotos отмечен CC0 1.0

Восхождение на скалу.

Когда человек пытается взобраться на скалу, он испытывает сильное трение. Это сила трения помогает установить крепкий захват между его ступнями, руками и поверхностью камня. И это также предотвращает его случайное скольжение.

  Изображение кредита: «Будущий военнослужащий карабкается по каменной стене» by Штаб-квартира USACE отмечен СС ДПМ 1.0

Зажигание спички.

Когда мы запускаем спичку против шероховатой поверхности спичечного коробки, высокое трение создается, что вызывает зажигание спички. Это происходит из-за нагревательный эффект трения.                                                                                     

Изображение кредита: pixabay бесплатные изображения

Лесные пожары.

Лесные пожары из-за высокого трения, который возникает, когда два дерева трутся друг о друга. Это происходит из-за нагревающего эффекта трения, приводящего к возгоранию.

     Изображение кредита: pixabay бесплатные изображения

Примеры низкого трения.

Низкий коэффициент трения обычно действует на гладких и влажных полах и заставляет вещи двигаться. Например, в следующих примерах обычно наблюдается низкое трение.

Ходьба по масляной или скользкой поверхности.

При ходьбе по мокрой или масляной поверхности, при ходьбе становится трудно удерживать равновесие. Жидкость на поверхности снижает коэффициент трения (низкое трение), что приводит к слабому сцеплению между ногами и поверхностью, что приводит к аварии.

   Изображение кредита: pixabay бесплатные изображения

Карром Борд.

Когда ударник скользит по карамболь, нападающий переживает трение, Здесь сила трения — низкое трение который замедляет скорость ударника и иногда может сопротивляться его движению. Обычно присыпка снижает трение и заставляет ударник плавно перемещаться по поверхности.

  Изображение кредита: «Карром — летающий выстрел» by Санат под лицензией CC BY 2.0

Полет птиц.


Летающие птицы — естественный пример низкого трения. Это потому, что у птиц легкое и идеально спроектированное тело, чтобы уменьшить трение.

     Изображение кредита: pixabay бесплатные изображения

Катание в парке развлечений.

Игра слайд — пример трения скольжения, Горка уменьшает трение коэффициент и делает поверхность скользкой, что обеспечивает низкое трение и предотвращает падение и травмы. Таким образом, скольжение дает нам захватывающий опыт без какого-либо вреда.

Изображение кредита: pixabay бесплатные изображения

Сани раздвижные.

Скольжение саней по льду или ходьба по льду — пример кинетического трения.. Лед, присутствующий на поверхности, снижает силу трения между человеком и поверхностью. Это низкое трение заставляет человека очень плавно скользить или скользить по поверхности.

Изображение кредита: «Держитесь, мальчики! {Изображение фильма 1982 года} » by tvdflickr под лицензией CC BY 2.0

Катание шара для боулинга.

Катание шара для боулинга — пример трения качения. Когда вы катите мяч по дорожке, он испытывает низкое трение, что позволяет легко перекатиться по дорожке и поразить цель.

 Изображение кредита: «Ник пытается научить ее« катать »мяч». by ДженКэрол под лицензией CC BY-ND 2.0

Примеры предельного трения.

Предельное трение — это максимальное трение, которого достигает тело; после достижения этого значения тело движется дальше. Примеры ограничения трения являются следующими,

Автомобиль на холме.

Автомобиль на горе / холме не съезжает, когда он припаркован., и это происходит из-за к высокому значению предельного трения; это заставляет машину оставаться в состояние покоя. В общем, предельное трение прямо пропорционально массе тела.

Изображение кредита: pixabay бесплатные изображения

Написание по книге.

Мы можем писать на книге или на чем угодно из-за ограничения трения. Сила трения между ручкой и книгой заставляет частицы слипаться на книге.

   Изображение кредита: pixabay бесплатные изображения

Перемещение объекта по земле.

Трудно переместить тяжелый предмет. Это потому, что когда прилагаемая сила увеличивается, статическое трение Также увеличивается, а после достижения предельного значения трения объект начинает двигаться.

    Изображение кредита: «Думаю, я могу позволить этому соскользнуть» by Ян Сане под лицензией CC BY 2.0

Толкание груженого автомобиля.

Толкать груженый автомобиль — очень сложная задача, Это потому что значение статического трения очень высокое в начале. Однако иногда оно достигает значения ограничения трения, которое становится менее трудным для толкания транспортного средства.

Изображение кредита: Вам нужно забраться на фасад здания, даже когда проезжают две велорикши! » автор: shankar s, CC BY 2.0

Часто задаваемые вопросы | Часто задаваемые вопросы

Что такое сила трения?

Иногда нам трудно перемещать предметы.

Это связано с тем, что противодействующая сила сопротивляется движению, такая сила называется трением, которое действует, когда две поверхности входят в контакт друг с другом. В результате уменьшается thскорость тела в движении.

Что такое коэффициент трения?

Коэффициент трения всегда зависит от типа используемых материалов.

Коэффициент трения между поверхностями описывается как отношение предельного трения к нормальному. сила, которая действует между ними.

       Коэффициент трения =

Коэффициенты трения варьируются от нуля до больше единицы.

Что такое трение качения?

Трение качения — это сила трения, возникающая, когда объект катится по поверхности.

Эта сила трения обычно противопоставляет движение тело, которое катится on земля; яt зависит от массы тела. Например, это происходит, когда шарик, цилиндр катится по поверхности.

Что такое статическое трение?

Статическое трение — это сила трения, которая заставляет тело оставаться в покое.

Сила трения возникает, когда мы пытаемся толкнуть неподвижный объект, не нарушая относительного движения тела и поверхности.

Некоторые факторы, влияющие на трение, следующие:

  • Природа скользящего объекта.
  • Природа поверхности.
  • Дизайн или форма объекта.
  • Материальное состояние объекта.
  • Площадь соприкасающихся поверхностей.
  • Присутствует природа трения.

Перечислите некоторые преимущества и недостатки трения.

Некоторые преимущества и недостатки трения являются следующими,

    преимущества   Недостатки бонуса без депозита
   Мы можем ходить из-за трения   Рвутся шины и обувь.
Трение между ручкой и бумагой помогает нам писать.При трении между частями машин выделяется тепло. Это может вызвать повреждение машин.

Почему спортсмены носят обувь с шипами?

Спортсмены обычно используют обувь с шипами для надежного захвата во время игры.

Обувь разработана специально для увеличения силы трения между землей и подошвой обуви из-за шипов.

Работа сил трения покоя, скольжения и качения. Формулы и примеры задач

В специальном разделе физики — динамике, когда изучают движение тел, то рассматривают действующие на движущуюся систему силы. Последние могут выполнять как положительную, так и отрицательную работу. Рассмотрим в данной статье, что такое работа силы трения и как она рассчитывается.

Понятие работы в физике

В физике понятие «работа» отличается от обыденного представления об этом слове. Под работой понимают физическую величину, которая равна скалярному произведению вектора силы на вектор перемещения тела. Предположим, что имеется некоторый объект, на который действует сила F¯. Поскольку другие силы не действуют на него, то вектор его перемещения l¯ будет по направлению совпадать с вектором F¯. Скалярное произведение этих векторов в данном случае будет соответствовать произведению их модулей, то есть:

A = (F¯*l¯) = F*l.

Величина A — это работа силы F¯ по перемещению объекта на расстояние l. Учитывая размерности величин F и l, получаем, что работа измеряется в ньютонах на метр (Н*м) в системе СИ. Однако, единица Н*м имеет собственное название — это джоуль. Это означает, что концепция работы совпадает с концепцией энергии. Иными словами, если сила в 1 ньютон перемещает тело на 1 метр, то соответствующие энергетические затраты равны 1 джоулю.

Что такое сила трения?

Изучение вопроса работы силы трения возможно, если знать, о какой силе идет речь. Трением в физике называется процесс, который препятствует любому движению одного тела по поверхности другого, когда эти поверхности приведены в контакт.

Если рассматривать исключительно твердые тела, то для них существует три вида трения:

  • покоя;
  • скольжения;
  • качения.

Эти силы действуют между соприкасающимися поверхностями и всегда направлены против движения тел.

Трение покоя препятствует возникновению самого движения, трение скольжения проявляет себя в процессе движения, когда поверхности тел скользят друг по другу, а трение качения существует между телом, которое катится по поверхности, и самой поверхностью.

Примером действия трения покоя является автомобиль, который стоит на ручном тормозе на склоне холма. Трение скольжения проявляет себя при движении лыжника по снегу или конькобежца по льду. Наконец, трения качения действует во время движения колеса автомобиля по дороге.

Силы для всех трех видов трения вычисляются по следующей формуле:

Ft = µt*N.

Здесь N — реакции опоры сила, µt — коэфициент трения. Сила N показывает величину воздействия опоры на тело перпендикулярно плоскости поверхности. Что касается параметра µt, то он измеряется экспериментальным путем для каждой пары трущихся материалов, например, дерево-дерево, сталь-снег и так далее. Измеренные результаты собраны в специальные таблицы.

Для каждой силы трения коэффициент µt имеет собственное значения для выбранной пары материалов. Так, коэффициент трения покоя больше такового для трения скольжения на несколько десятков процентов. В свою очередь, коэффициент качения на 1-2 порядка меньше такового для скольжения.

Работа сил трения

Теперь, познакомившись с понятиями работы и с видами трения, можно переходить непосредственно к теме статьи. Рассмотрим по порядку все виды сил трения и разберемся, какую работу они выполняют.

Начнем с трения покоя. Этот вид проявляет себя тогда, когда тело не движется. Поскольку нет движения, значит, вектор его перемещения l¯ равен нулю. Последнее означает, что работа силы трения покоя также равна нулю.

Трение скольжения по своему определению действует только тогда, когда тело перемещается в пространстве. Поскольку сила этого вида трения направлена всегда против перемещения тела, значит, она совершает отрицательную работу. Величину A можно рассчитать по формуле:

A = -Ft*l = -µt*N*l.

Работа силы трения скольжения направлена на замедление движения тела. В результате совершения этой работы механическая энергия тела переходит в тепло.

Трение качение, как и скольжение, также предполагает движение тела. Сила трения качения совершает отрицательную работу, замедляя исходное вращение тела. Поскольку речь идет о вращении тела, то значение работы этой силы удобно вычислять через работу ее момента. Соответствующая формула записывается в виде:

A = -M*θ, где M = Ft*R.

Здесь θ — угол поворота тела в результате вращения, R — расстояние от поверхности до оси вращения (радиус колеса).

Задача с силой трения скольжения

Известно, что деревянный брусок находится на краю наклонной деревянной плоскости. Плоскость к горизонту наклонена под углом 40o. Зная, что коэффициент трения скольжения равен 0,4, длина плоскости равна 1 метр, и масса бруска соответствует 0,5 кг, необходимо найти работу трения скольжения.

Рассчитаем силу трения скольжения. Она равна:

Ft = m*g*cos(α)*µt = 0,5*9,81*cos(40o)*0,4 = 1,5 Н.

Тогда соответствующая работа A будет равна:

A = -Ft*l = -1,5*1 = -1,5 Дж.

Задача с силой трения качения

Известно, что колесо прокатилось по дороге некоторое расстояние и остановилось. Диаметр колеса равен 45 см. Количество оборотов колеса до остановки равно 100. Принимая во внимание коэффициент качения равный 0,03, необходимо найти, чему равна работа силы трения качения. Масса колеса равна 5 кг.

Сначала вычислим момент силы трения качения:

M = Ft*R = µt*m*g*D/2 = 0,03*5*9,81*0,45/2 = 0,331 Н*м.

Если количество оборотов, сделанных колесом, умножить на 2*pi радиан, то мы получим угол поворота колеса θ. Тогда формула для работы имеет вид:

A = -M*θ = -M*2*pi*n.

Где n — число оборотов. Подставляя момент M и число n из условия, получаем искомую работу: A = — 207,87 Дж.

Примеры действия сил трения в природе и в технике

Окружающий нас мир — это мир движения, в котором ни одно тело не находится в состоянии абсолютного покоя. В то же время неравномерное движение было бы невозможным, если бы не существовала так называемая сила трения. В данной статье приведем примеры проявления силы трения в природе и в технике.

Прежде чем рассматривать примеры силы трения в природе и в технике, следует понять? что представляет собой эта сила.

Под трением в физике понимают любое силовое взаимодействие, которое препятствует механическому движению и появляется в области контакта двух тел. Сила трения — это контактная сила взаимодействия, причем агрегатное состояние контактирующих материалов не имеет никакого значения в плане существования этой силы.

В общем случае выделяют четыре вида трения. Первые три из них относятся к контакту твердого тела с твердым. Это следующие виды:

  • трение покоя;
  • трение скольжения;
  • трение качения.

Четвертый вид трения не имеет специального названия. Он проявляется при движении тел в текучих субстанциях, то есть в газах и жидкостях.

Трение покоя и примеры его действия

Начнем раскрытие вопроса силы трения в технике и в природе с примеров проявления трения покоя. Этот вид трения действует между любым твердым телом и поверхностью, на которой оно покоится. Сила трения покоя прямо пропорциональна реакции опоры N, с которой поверхность действует на тело. Соответствующая формула для ее вычисления имеет вид:

Ft = µt × N,

где µt — коэффициент, который измеряется экспериментально и зависит от материала взаимодействующих тел.

Каждый из нас замечал: чтобы сдвинуть любой предмет, необходимо приложить некоторую силу. Например, передвинуть шкаф или толкнуть машину с места. Трудность выполнения этих манипуляций связана с действием трения покоя против направленной человеком внешней силы.

Важность трения покоя огромна. Так, благодаря этой силе предметы не падают с полок и столов, которые слегка наклонены к горизонту. Благодаря трению покоя оказывается возможным само движение людей и транспортных средств. Например, когда подошва нашей ноги отталкивается от пола, чтобы сообщить телу направленный вперед импульс, то отсутствие проскальзывания подошвы по полу обеспечивается трением покоя.

Трение скольжения и примеры его проявления

Продолжая рассмотрение силы трения в природе и в технике, перейдем к трению скольжения. Под ним понимают существование контактной силы, препятствующей движению скольжения одного твердого тела по поверхности другого. Формула для определения этой силы имеет точно такой же вид, как для трения покоя, поэтому приводить ее не будем. Тем не менее отметим, что коэффициент трения скольжения µt всегда на несколько десятков процентов меньше аналогичного коэффициента для трения покоя. Последнее означает, что сила, препятствующая скольжению, всегда меньше той, что препятствует началу движения.

Яркими примерами в технике силы трения скольжения являются катание на коньках и лыжах. В обоих случаях стремятся уменьшить рассматриваемую силу трения, чтобы скольжение происходило с наименьшими энергетическими потерями. Так, в случае лыж используют специальную смазку на основе воска. Он делает поверхность лыж менее шероховатой, что способствует уменьшению силы трения. В случае коньков следует отметить, что в области соприкосновения стали и льда в результате огромного давления происходит плавление льда. Появившаяся тонкая водяная прослойка значительно уменьшает коэффициент трения между стальным коньком и льдом.

Примером в природе силы трения скольжения является следующий: в зимнее время часто можно видеть, что улицы в городах посыпают солью и песком. Делают это с целью увеличения силы трения покоя и скольжения, что предотвращает травмы пешеходов от падения на скользкой поверхности и сокращает количество автомобильных аварий на дорогах.

Трение качения в технике

Изобретение колеса стало гигантским шагом вперед в развитии человечества. Это стало возможным благодаря силе трения качения. Формула для ее расчета идентична выражениям для описанных выше видов трения. Тем не менее эта сила имеет совершенно иную природу. Она связана не с шероховатостями на поверхностях, а с деформацией катящегося тела, например, колеса.

Важным отличием силы трения качения от сил трения покоя и скольжения является то, что оно во многих случаях в 10-100 раз меньше. Именно поэтому автомобили способны двигаться по дорогам с огромной скоростью и малыми энергетическими затратами.

Еще одним примером в технике силы трения качения является вращение подшипников вокруг соответствующих металлических осей. Для уменьшения трения качения и скольжения в подшипниках также используют смазку. Отметим, что изобретение подшипника имеет не менее важное значение, чем изобретение самого колеса. Благодаря подшипникам осуществляются все виды вращательного движения различных механизмов (лопастей, педалей, колес).

Трение в текучих субстанциях

Это трение появляется всегда, когда твердое тело движется в объеме газа или жидкости. Примерами в технике и природе силы трения в газах являются полеты самолетов и птиц.

В жидкостях трение действует на обитателей морей и океанов, когда они плывут под водой. Заостренная форма рыб, а также подводных лодок и кораблей призвана уменьшить силу трения при движении в воде.

Действие различных видов трения на примере движения автомобиля

Выше был приведен ряд примеров сил трения в технике и в природе. В действительности же при движении объекта на него одновременно оказывают действие несколько видов сил трения. Например, чтобы начать движение, автомобиль должен преодолеть силу трения покоя. Как только он это сделает, то в процессе перемещения по дороге на него начнет действовать трение качения. При повороте или торможении автомобиля происходит частичное проскальзывание колес по асфальту, то есть появляется трение скольжения. Наконец, при движении автомобиль преодолевает не только трение качения, но и связанное с воздействием воздуха трение.

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

1.

СИЛА ТРЕНИЯТрение – это взаимодействие
поверхностей
соприкасающихся тел,
препятствующее их
относительному движению.
Сила трения — это сила,
возникающая при движении одного
тела по поверхности другого и
препятствующая их относительному
движению.
Fтр
Чем больше сила,
прижимающая тело к
поверхности, тем больше
возникающая при этом сила
трения.

5. Причины возникновения сил трения

Шероховатость поверхностей соприкасающихся
тел.(даже гладкие поверхности имеют
микроскопические неровности и при скольжении
зацепляются друг за друга и тем самым мешают
движению.)

6. Причины возникновения сил трения

Межмолекулярное притяжение,
действующее в месте контакта
трущихся тел.

7. Примеры трения скольжения

8. Примеры трения скольжения

9. Примеры трения скольжения

10. Примеры сил трения качения

Для перемещения
тяжелых грузов
подкладывают
под них круглые
катки, чтобы
уменьшить силу
трения.

11. Примеры сил трения качения

По этой же причине
люди стали
использовать в
транспорте колёса.

12. Сила трения покоя

Почему не удается
сразу сдвинуть с
места тяжелый ящик
или шкаф?
Чтобы сдвинуть с
опоры нужно
приложить силу. Эта
сила уравновешивает
силу трения покоя.

13. Сила трения покоя

На наклонной
опоре сила
трения покоя
удерживает тело.

14. ВИДЫ ТРЕНИЯ

трение скольжения;
трение качения;
трение покоя.
Леонардо да Винчи
Г.Амонтон
Ш.О. Кулон

16. ПОГОВОРКИ

Не подмажешь, не поедешь.
Пошло дело как по маслу.
Что кругло – легко катится.
Из навощенной нити сеть не
сплетешь.
Угря в руках не удержишь.
Трение может быть как полезным,
так и вредным.
В первом случае его стараются
усилить, во втором — ослабить.

18. Вредное трение

Нагреваются и изнашиваются
многие движущиеся части
различных механизмов.
Изнашиваются подошвы обуви и
покрышки колёс автомобилей.

19. Способы уменьшения трения

Обработка трущихся поверхностей до
гладкого состояния.
Замена трения скольжения трением
качения.
Использование смазки.

20. Полезное трение

Благодаря трению покоя люди и
животные ходят по земле.

21. Полезное трение

Автомобили и поезда могут двинуться
с места и остановиться.

22. Полезное трение

Не будь трения, предметы
выскальзывали бы из рук.

23. Без трения не играла бы скрипка, так как при движении смычка по струнам не издавался бы звук

24. Все дома и другие конструкции рассыпались бы на составные части, так как все гвозди и шурупы выскочили бы. Поэтому трение покоя

во многих
случаях необходимо и выступает очень часто
помощником человека.

25. Трение в природе

У многих растений и
животных имеются
различные органы,
служащие для
хватания (усики
растений, хобот слона,
цепкие хвосты
лазающих животных).
Все они имеют
шероховатую
поверхность для
увеличения силы
трения.

26. Вопрос для всех!

Лошадь везет телегу. Где здесь сила
трения полезна, а где вредна?
1. Какие существуют силы трения?
а) Трения скольжения.
в) Трения покоя.
б) Трения качения.
г) Все названные виды.
2.В каких случаях, представленных здесь,
возникает сила трения качения?
а) № 1 и №2. в) №2 и №3.
б) № 3 и № 4. г) № 1 и № 4.
Тест
3.Какие тела из изображенных на рисунке
испытывают трение скольжения?
а) № 1 и № 2. в) № 2 и № 3.
б) № 3 и № 4. г) № 1 и № 4.
4. При каком виде трения тел возникает наименьшая сила трения?
а) При трении качения.
б) В случае трения скольжения.
в) При трении покоя.
г) При всех видах трения силы одинаковы.
5. Как можно уменьшить трение?
а) Смазать поверхности соприкасающихся тел.
б) Прижать тела друг к другу.
в) Увеличить шероховатость.
г) Отполировать поверхности.

28. Проверка теста

№1 №2 №3 №4 №5
А
Б
В
Г
х х
х
х
х

29.

Домашнее задание Объясните эти поговорки
о трении:
Не подмажешь — не
поедешь.
Пошло дело как по маслу.
Угря в руках не удержишь.
Что кругло- легко катится.
Лыжи скользят по погоде.

English     Русский Правила

Тема урока: «Сила трения». 10-й класс

Цели урока.

Предметные.

  1. Выяснить природу силы трения на основе примеров из жизни.
  2. От чего зависит сила трения (трения покоя, скольжения, качения) на основе экспериментальных опытов.
  3. Выяснить полезное и вредное проявление силы трения.
  4. Рассмотреть примеры проявление силы трения в природе и жизнедеятельности человека.
  5. Обобщить и закрепить полученные знания о силе трения.
  6. Продолжить развитие умения наблюдать, делать выводы, готовить сообщения и опыты.

Метапредметные.

В познавательной деятельности.

  1. Умение различать факт, мнение, доказательство, гипотезу.
  2. Исследовать несложные практические ситуации, выдвижение предположений, понимание необходимости их проверки на практике.

В информационно-коммуникативной деятельности.

  1. Умение вступать в речевое общение, участвовать в диалоге (понимать точку зрения собеседника, признавать право на иное мнение).
  2. Отражать в устной и письменной форме результаты своей деятельности.
  3. Формирование умений воспринимать, перерабатывать и предъявлять информацию в словесной, образной, символической формах.
  4. Развитие монологической и диалогической речи, умения выражать свои мысли и способности выслушивать собеседника, понимать его точку зрения, признавать право другого человека на иное мнение.

В рефлексивной деятельности.

  1. Постановка целей, планирование, самоконтроль и оценка результатов своей деятельности.
  2. Формирование умений работать в группе, представлять и отстаивать свои взгляды и убеждения, вести дискуссию.
  3. Поиск и устранение причин возникших трудностей.
  4. Осознанное определение сферы своих интересов и возможностей.
  5. Владение умениями совместной деятельности: согласование и координация деятельности с другими ее участниками.
  6. Объективное оценивание своего вклада в решение общих задач коллектива.

Личностные.

  1. Стимулировать способность иметь собственные мнения.
  2. Сделать учебу такой интересной, полезной и увлекательной, чтобы хотелось продолжать учиться и после окончания школы
  3. Выработать уверенность во взаимоотношениях с людьми и научиться ничего не принимать на веру.
  4. Самостоятельно приобретать новые знания и практические умения.

Оборудование: деревянный брусок, набор грузов, динамометр, книга, карандаши, сосуд с водой, таблица, компьютерная презентация “Сила трения”, рабочая тетрадь ученика, компьютер, проектор.

Демонстрационный эксперимент.

Демонстрации: Оборудование:
Демонстрация силы трения покоя Книга, карандаш
Демонстрация силы трения скольжения Брусок, набор грузов, динамометр
Демонстрация силы трения качения Брусок, набор грузов, динамометр, 2карандаша

Ход урока

1. Организационный момент

Класс заранее делиться на 3 группы: “теоретики” “исследователи”, “наблюдатели”.

Каждая группа учащиеся готовит небольшие сообщения, опыты, наблюдения.

2. Организация восприятия новой информации

Учитель: Первые исследования трения проведены великим итальянцем ученым Леонардо да Винчи, более 400 лет назад, но его работы не были опубликованы. Законы трения открыли французские ученые Гильом Амонтон (1699) и Шарль Огюстен Кулон (1785). Сегодня мы с вами проведем небольшие исследования, найдем ответы на основные вопросы: “Какова природа силы трения? Каковы ее виды и от чего она зависит? Где проявляется сила трения?”

Эпиграф к нашему уроку: “В механике примеры учат не меньше, чем правила.” И. Ньютон.

3. Изучение нового материала

Учитель: “Ребята! На нашем уроке каждый из вас может задать вопрос, показать опыт , получить на поставленный вопрос ответ, я вам буду помогать в этом. Все вопросы, таблица и слайды будут показаны на экране. Основные формулы и выводы вы запишите в рабочей тетраде. Приступаем к исследованию силы трения.

Выступления группы учащихся “Исследователи”.

Эксперимент №1

Поставили книгу наклонно, положили на нее карандаш. Положим карандаш вдоль наклона, карандаш остается на месте. Почему?

Отвечает группа “Теоретиков”.

Причина состоит в шероховатости книги и карандаша. Она незаметна на ощупь. Бесчисленные выступы цепляются друг за друга, деформируются, и не дают книге или грузу скользить. Сила трения покоя вызвана теми же силами взаимодействия молекул, что и обычная сила упругости. При скольжении происходит разрыв молекулярных связей. Шлифовка снижает силу трения, но не беспредельно. При увеличении гладкости сила трения начнет расти по мере сглаживания поверхности, сближаются всё теснее и на расстояниях соизмеримых с размерами молекул начинают действовать силы молекулярного притяжения.

Слово предоставляется группе “Исследователей”.

Эксперимент №2

Возьмем брусок и начнем его тянуть с помощью динамометра. Брусок остается на месте. Почему?

Отвечает группа “Теоретиков”.

Приложенная к бруску сила компенсируется другой силой, равной по модулю, но противоположно направленной. Это сила трения покоя. Если сила, приложенная к бруску, превысит максимальную силу трения покоя, то брусок начнет двигаться.

Эксперимент № 3

На брусок положили груз и начали тянуть. Что мы видим? Модуль силы трения покоя увеличился. Увеличился вес бруска, увеличилась сила реакции опоры. Когда тело начинает скользит по поверхности другого тела, на него тоже действует сила трения – сила трения скольжения. Измерим силу трения скольжения.

Вопрос: От чего зависит сила трения?

Предоставим слово “Теоретикам”.

Сила трения, возникающая при движении одного тела по поверхность другого тела, называется силой трения скольжения. Эта сила направлена против движения и чуть больше по модулю силы трения покоя. Сила трения скольжения пропорциональна силе нормального давления, но по третьему закону Ньютона сила нормального давления равна силе реакции опоры P=N.

Значит Fтр = µ|N|, где µ — коэффициент трения.

Учитель: Ребята! Как “экспериментаторы” так и “теоретика” привели свои доказательства о причинах возникновения силы трения и от чего она зависит?” Но есть еще маленький коэффициент пропорциональности, связывающий силу трения и силу реакции опоры.

 Вопрос: От чего зависит коэффициент трения?

Слово предоставляется “Наблюдателям”.

Коэффициент трения характеризует не тело, на которое действует сила трения, а два тела, трущиеся друг о друга. Значение коэффициента трения зависит:

  • от того из каких материалов сделаны оба тела;
  • как обработана их поверхность;
  • от относительной скорости тела.

Но коэффициент трения не зависит от площади соприкасающихся поверхностей, хотя об этом был спор, который длился без малого 100 лет.

Таблица коэффициентов трения покоя и скольжения для некоторых пар материалов

Материал µ (покоя) µ
Сталь — лед 0,1 0,05
Автошина — лед 0,3 0,02
Резина — асфальт 0,6 0,4
Автошина – мокрый бетон 0,7 0,5
Автошина – сухой бетон 1,0 0,8
Обувь альпиниста 1,0 0,8

Из таблицы видно, что коэффициент трения покоя больше коэффициента трения скольжения, значит сила трения покоя больше силы трения скольжения.

Приведенные в таблице коэффициенты трения относятся к несмазанным поверхностям. Смазка изменяет силу трения. Когда твердое тело движется, соприкасаясь с жидкостью или газом, то возникает сила, параллельная поверхности соприкосновения и направленная против движения. Эту силу называют силой жидкого трения или силой сопротивления. Сила жидкого трения меньше чем сила сухого трения.

Например опыт:

Деревянный брусок легче привести в движение на поверхности воды, чем на поверхности стола. Именно поэтому смазка уменьшает силу трения между твердыми телами – трение перестает быть сухим. В жидкости и газе нет силы трения покоя.Сила жидкого трения (сила сопротивления) зависит не только от направления движения тела, но и от значения скорости. При небольших скоростях сила сопротивления пропорционально скорости:

Fсопр = β v

а при больших скоростях она пропорциональна уже квадрату скорости:

Fсопр. = β v2

Где β – коэффициент сопротивления, который зависит от формы тела. Форма тела, при которой сила сопротивления мала, называют обтекаемой формой. Самолетам, подводным лодкам, снарядам, пулям, движущимся с большими скоростями в воздухе или в воде, стараются придать обтекаемую форму. Это помогает уменьшить силу сопротивления.

Учитель: “Но если сила трения так всемогуща и встречается повсюду, то, где в природе проявляется сила трения?”

Слово “Наблюдателям”.

Для хватательных органов необходимо значительное трения: это либо щипцы, захватывающие предмет с двух сторон (клешни у рака, кисти рук у человека, лапы у птиц) либо тяжи, огибающие его (хобот у слона, тело змеи). В руке сочетается действие щипцов и полный охват: мягкая кожа ладони хорошо сцепляется с широковатыми предметами, которые надо удержать. У многих растений и животных имеются различные органы, служащие для хватания: усики растений (вьюн, виноград), цепкие хвосты лазающих животных (обезьян). Все они имеют форму, удобную для навивания и шероховатую поверхность для увеличения трения. Для уменьшения силы сопротивления в воде многие рыбы и животные имеют обтекаемую форму, при этом достигают большой скорости движения, например, скорость голубой акулы около 36 км/ч.

Такую скорость рыба может развивать благодаря обтекаемой форме тела, конфигурации головы, обуславливающей малое лобовое сопротивление. Дельфины могут двигаться в воде без особых усилий и с большей скоростью.

Кожа дельфина состоит из двух слоев – внешнего, чрезвычайно эластичного, толщиной 1.5 мм, и внутреннего, плотного толщиной 4 мм. Между этими слоями имеются выросты или шипы. Ниже расположены густо сплетенные волокна, пространство между которыми в несколько сантиметров заполнено жиром. Кроме того, на коже дельфина постоянно имеется тонкий слой специальной “смазки”, вырабатываемой особыми железами. Благодаря этому уменьшается сила трения о воду и дельфин достигает скорости 60 км/ч. Мелкие морские рыбки ходят стайками, похожими по форме на каплю, при этом сопротивление воды движению стайки наименьшие.

Учитель: “А для человека важна сила трения? Кто ответит?”

Слово – наблюдателям:

Благодаря ей мы можем ходить, лежать, стоять, принимать пищу, держать предметы в руках, то есть жить той жизнью, к которой мы привыкли.

Учитель: “Ребята! А есть ли еще не известная нам сила трения?

А если одно тело не скользит, а катится по поверхности другого тела?”.

Слово предоставляется “Исследователям”.

Эксперимент № 3:

Возьмем деревянный брусок, нагруженный 2 грузиками, подложим под брусок 2 карандаша. К бруску прикрепим динамометр и начнем тянуть. Тело будет катиться, а не скользить, возникающее при этом трение называют трением качения. Измерим силу трения качения.

Вопрос: “ А какая сила меньше – сила трения скольжения или качения при одинаковой тяжести груза?”

 Звучит ответ “теоретиков”.

Сила трения качения всегда меньше силы трения скольжения. Поэтому люди еще в древности применяли катки для перетаскивания больших грузов, а позднее стали широко использовать колесо. Сила трения качения зависит от радиуса колеса: чем больше радиус колеса, тем меньше трение, поэтому телеги, кареты, велосипеды делали с большими колесами, а у самолета маленькие колеса.

F тр.кач. = µ  .

4. Рефлексия.

Учитель: Что ж, наш урок подходит к завершению. Подведем итоги урока.

— Что нового вы узнали о силе трения?

— Что научились делать, измерять?

— Оцените собственные достижения: отметка “5” — 4-5 правильно выполненных задания, отметка “4” — 2-3 задания.

— А теперь давайте вместе оценим вашу работу на сегодняшнем уроке. Каждый из вас во время урока находился в составе рабочей группы, и лучше вас никто не знает, какой вклад внес каждый в общее дело. Поэтому, я предлагаю вам оценить работу ваших товарищей по группе. Для этого воспользуйтесь оценочными бланками.

P.S. Я оставляю за собой право подкорректировать выставленные оценки, потому что я также следила за работой каждого из вас на уроке.

— Что понравилось более всего на уроке? Что вызвало затруднение?

— Как изменилось Ваше настроение?

5. Заключительный этап.

Учитель: Сегодня на уроке вы получили дополнительный жизненный опыт. Надеюсь, что знания и умения, полученные на уроке, помогут вам лучше ориентироваться в окружающем вас мире, а изученные сегодня физические явления станут для вас более понятными и привлекательными.

Большое спасибо за урок! Мне очень понравилось с вами работать! 

Домашнее задание: п. 38-39, Упр. 7 (3), Р. №249, №261.

20 примеров трения покоя

Дом Физика 20 примеров трения покоя

Статическое трение – это трение, действующее на тело, когда оно находится в состоянии покоя. Другими словами, статическое трение противодействует движению покоящегося объекта. Это саморегулирующаяся сила, которая настраивается в соответствии с приложенной силой. Для преодоления статического трения требуется определенное минимальное количество силы (ограничивающее трение). Статическое трение является очень распространенным типом трения, и мы можем видеть примеры повсюду вокруг нас. В этой статье мы рассмотрим 25 наиболее распространенных примеров статического трения.

Примеры статического трения
  • Камень на земле
  • Автомобиль, припаркованный на склоне
  • , удерживая объекты
  • .
  • Очки на носу
  • Завязывание узла
  • Объект, движущийся по конвейерной ленте
  • Когда мы в траволаторе
  • Пыль, прилипшая к поверхностям
  • Капли воды на оконном стекле
  • Гвоздь в стене
  • Колпачок ручки, надетый на ручку
  • Рубашка, висящая на вешалке
  • Ремень на бедрах
  • Шапки/кепки на голове
  • Кольцо в руках
  • Ношение16 часов
  • Плитка на крыше

Камень на земле: Камень, лежащий на земле, не сдвинется с места, если на него не будет воздействовать какая-либо сила. Даже малейший ветер не может сдвинуть его с места. Это происходит из-за статического трения о землю. Даже если камень находится на склоне, трение статического электричества будет удерживать камень в покое. Статическое трение зависит от массы объекта. Чем тяжелее камень, тем труднее будет его сдвинуть.

Толкание тяжелых предметов, таких как грузовик: Мы можем толкать небольшие предметы, такие как книги, маленькие камни, карандаши и т. д., потому что они имеют низкое статическое трение. Но толкание тяжелого предмета, такого как шкаф, самолет или грузовик, требует большой силы. Это также зависит от поверхностей, которые мы толкаем. Мы можем даже думать о том, чтобы толкать автомобиль по дороге, но по песчаной дюне это очень сложно.

Толкание поезда. Статическое трение сопротивляется движению. Изображение Димитриса Ветсикаса с сайта Pixabay

Объект, движущийся по конвейерной ленте: Когда объекты движутся по конвейерной ленте, они не падают сразу. Они удерживаются статическим трением. Но да, если скорость очень высока и силы превышают предельное трение, то объекты падают. Но, как правило, скорости контролируются.

Когда мы в траволаторе : Этот пример статического трения будет очень нагляден. Когда мы движемся к траволатору, между нами и ремнем нет относительного движения. Так что, по сути, мы находимся в состоянии покоя. Но, на самом деле, мы должны упасть из-за скорости, но трение покоя спасает нас от падения.

Пыль, прилипшая к поверхностям: Частицы пыли иногда очень трудно удалить. Нам даже нужен пылесос, чтобы высосать частицы. Именно из-за статического трения частицы пыли остаются неподатливыми. Применение чистящей жидкости вызовет жидкостное трение, что уменьшит ограничивающее трение и облегчит нам очистку.

Гвоздь в стене : Гвоздь способен удерживать стену или деревянную доску за счет трения между стеной и гвоздем. Значение предельного трения очень велико. Вот почему при попытке удалить ноготь приходится бороться. Статическое трение будет регулироваться в соответствии с приложенной силой до тех пор, пока оно не превысит предельное трение.

Вбивание гвоздя в деревянную планку: Пример статического трения

Автомобиль, припаркованный на склоне: Здравый смысл подсказывает нам, что гравитационная сила на Земле притягивает все, что движется вверх. Но объект, припаркованный на склоне, обычно не скользит вниз по склону. Трение статического электричества автомобиля о землю удерживает автомобиль в состоянии покоя. Тормоза транспортного средства также помогают увеличить это трение, останавливая движение колес. Вы могли заметить, что иногда за колеса кладут кирпич, если тормоза работают исправно.

Удержание предметов: Без трения невозможно ухватиться за предметы. Мы не можем держать наши мобильные телефоны, бутылки и т. д. Когда мы поднимаем предмет, статическое трение между нашими руками и предметом помогает удерживать предмет в покое относительно наших рук. В этом примере статического трения хотя и есть движение, но нет относительного движения.

Наклейка: Наклейка может быть приклеена к поверхности против сил природы, таких как гравитация, сила ветра и т. д. Предельное трение имеет значение, если оно очень велико, чтобы его можно было нарушить. Здесь причиной трения являются силы химического сцепления.

Ноги ящерицы-геккона: Ящерица-геккон может стоять вертикально на поверхностях стен благодаря трению. Статическое трение позволяет ему оставаться в состоянии покоя даже в вертикальном положении. Трение возникает из-за сил притяжения Ван-дер-Вааль.

Завязывание узла: Узел крепко удерживается на своем месте. И очень трудно развязать тугой узел. Это происходит из-за статического трения, которое пытается удержать веревку на месте.

Узел сделал пару веревок: Пример статического трения

Очки на носу: Очки удерживаются за счет силы трения между материалом, носом и ушами. Если бы не было трения, он бы постоянно скользил. Поскольку тип трения здесь — сухое трение скольжения, очки могут оставаться на носу долгое время.

Колпачок ручки, прикрепленный к ручке: Идеально подобранный колпачок сидит поверх колпачка благодаря трению статического электричества. Форма должна быть идеальной, чтобы получить больше статического трения.

Рубашка, висящая на вешалке : Рубашка, правильно надетая на вешалку, не упадет. Трение между рубашкой и вешалкой удержит ее. Материал также важен, деревянные вешалки будут иметь большее трение по сравнению с пластиковыми.

Ремень: Ремень благодаря трению статического электричества способен удерживать брюки на бедрах.

Шапки/кепки в голове : Наши кепки/кепки удерживаются в голове без посторонней помощи. Статическое трение будет удерживать его на месте. Форма колпачка также будет определять величину трения.

Кольцо у нас в руках: Вы могли заметить, что большое кольцо не влезет в руки, оно упадет. Кольцо способно помещаться в наших пальцах и оставаться там благодаря трению статического электричества.

Ношение часов: Часы также похожи на кольцо и требуют статического трения, чтобы напоминать в наших руках.

Капли воды на оконном стекле : Возможно, вы заметили капли воды на оконном стекле в дождливый день. Некоторые тяжелые капли стекают, но некоторые сверхмелкие капли остаются на стекле из-за статического трения.

Капли воды на оконном стекле. Изображение от PatternPictures от Pixabay

Плитка на крыше : Плитка уложена вертикально или под наклоном. Но они скреплены сильными силами цемента. Это также можно рассматривать как пример статического трения. Причиной трения здесь является химическая адгезия.

Каковы наиболее распространенные примеры статического трения, с которыми мы сталкиваемся каждый день?

Наиболее распространенные примеры статического трения включают в себя удерживание таких предметов, как мобильные телефоны, очки и т. д. Ношение одежды, часов, колец и головных уборов. Липкие заметки и другие предметы на клейкой основе.

См. также

Предыдущая статья20 Примеры жидкостного трения

Следующая статья20 Примеры уравновешенных сил

Поиск
Видео дня
Поддержите нас

Мы хотим сделать науку интересной и бесплатной одновременно! Ваш вклад в эту страницу поможет нам донести качественный контент до детей, которые больше всего в нем нуждаются. Если вам нравится, что мы делаем, и вы хотите поддержать нас, вы можете посетить нашу страницу пожертвований ko-fi на www.ko-fi.com/dewwool.

Категории
  • Анимация
  • Биология
  • Блог
  • Химия
    • Органическая химия
  • Математика
  • Физика
    • Оптика и акустика
  • Викторина
  • Без категории
  • рабочих листов
Комикс дня
Архивы
Архивы Выбрать месяц Август 2022 Июль 2022 Июнь 2022 Май 2022 Апрель 2022 Март 2022 Январь 2022 Декабрь 2021 Ноябрь 2021 Октябрь 2021 Сентябрь 2021 Август 2021 Июль 2021 Июнь 2021 Май 2021 Апрель 2021 Март 2021 Февраль 2021 Январь 2021 2 Сентябрь 2021 Декабрь 2020 Октябрь 2020 Ноябрь 2020 июль 2020 г. июнь 2020 г. май 2020 г. март 2020 г.

Последние сообщения

Рабочие листы по умножению для 2-го класса

админ — 0

В этой статье мы представляем простое умножение однозначных и однозначных чисел методом столбцов, подходящее для учащихся 2 класса. Ответы на приведенный выше лист умножения: 1) 10,…

Рабочие листы на вычитание 1-й класс

админ — 0

Рабочий лист «Живое вычитание» 1-й класс: Ответы на приведенный выше рабочий лист вычитания на основе изображений: 1) 2, 2) 4, 3) 2, 4) 0. Ответы на приведенные выше вычитания на основе изображений…

Рабочие листы по формам энергии

админ — 0

В этой статье мы представляем рабочие листы по формам энергии. Смотрите также Лист свойств металла Лист Окружающая среда Листы живых и неживых объектов Гравитация Листы Лист подсчета атомов

САМЫЕ ПОПУЛЯРНЫЕ

Загрузить еще

25 примеров статического трения – Lambda Geeks

Сталкивались ли вы когда-нибудь с трудностями при перемещении тяжелого объекта в состоянии покоя по сравнению с движущимся объектом. Это из-за статического трения . В этом посте мы обсудим несколько примеров статического трения .

  • Толкание тяжелых предметов
  • Груз на конвейерной ленте
  • Корни растений закреплены на земле
  • Bulb attached to a choke
  • Dust on the ground
  • Spectacles on our nose
  • Nail in a wall
  • Holding onto objects
  • Sticky note
  • Завязывание узла
  • Столбы, прикрепленные к стене.
  • Одежда, застегивающаяся на зажим
  • Колпачок ручки
  • Ваза для цветов остается на столешнице
  • A shirt on a hanger
  • Belt on hips
  • Hats on our head
  • Ring on our fingers
  • Wearing watch
  • Water droplets on a window
  • При движении на лифте
  • Черепица на крыше
  • Закладки книги
  • Чернильное пятно на бумаге
  • Камень на земле0011

Толкание тяжелых предметов.

Толкать тяжелые предметы, такие как стол, грузовик или тяжелый камень, поначалу очень сложно. Но, тем не менее, после приложения большой силы он начинает двигаться, потому что у них очень высокое статическое трение, которое сопротивляется движению объектов и зависит от характера поверхности, по которой мы толкаем объект. В то время как в случае небольших предметов, таких как ручка, для нажатия требуется меньше усилий.

Изображение предоставлено: «НАЖМИТЕ!» от Армия США имеет лицензию CC BY 2.0

A Нагрузка на конвейерную ленту.

Когда груз движется по конвейерной ленте , он не падает внезапно, потому что трение покоя предотвращает его падение, но если скорость увеличивается, есть вероятность, что сила может превысить предельное трение , что приводит к падению груза. Так что в целом скорость держится под контролем.

Изображение предоставлено: pixabay бесплатных изображений

Корни растений закреплены на земле.

Корни растения остаются прикрепленными к земле с помощью статического трения . Здесь между двумя соприкасающимися поверхностями действует статическое трение, которое помогает им оставаться прочными, пока на них не действует внешняя сила .  

Изображение предоставлено: pixabay бесплатных изображений

Лампа прикреплена к дросселю.

Лампа крепится к электронному дросселю с помощью статического трения . Здесь статическое трение помогает колбе плотно удерживать дроссель и предотвращает ее падение.

  Изображение предоставлено: pixabay бесплатных изображений

Пыль на земле.

Частицы пыли на земле трудно удалить. Статическое трение заставляет частицы пыли прилипать к земле, и мы иногда используем пылесос, чтобы счистить стойкую пыль. Но только после нанесения очищающей жидкости, уменьшающей статическое трение, облегчающей очистку.

 Изображение предоставлено: pixabay бесплатных изображений

Очки на носу.

Очки удерживаются с помощью статического трения , которое действует между дужками наших очков и носом. Если бы не было трения, он бы скользил. Однако статическое трение заставляет очки долго оставаться на носу.

Изображение предоставлено: pixabay бесплатных изображений

Гвоздь на стене.

Гвоздь остается на стене или деревянной доске из-за статического трения, которое возникает между стеной и гвоздем. Здесь значение ограничивающего трения велико , и трению покоя требуется время, чтобы приспособиться к приложенной силе; вот почему нам трудно вынуть гвоздь из стены.

  Изображение предоставлено: pixabay бесплатных изображений

Держаться за материалы.

Если трение отсутствует, ничего удержать невозможно. Например, когда мы поднимаем материал, статическое трение между нашими руками помогает удерживать материал в покое. В этом примере статического трения, хотя и есть движение , относительное движение отсутствует.

  Изображение предоставлено: pixabay бесплатных изображений

Стикеры.


Стикеры можно приклеивать к стенам с помощью статического трения путем противодействия силам, таким как гравитация и ветер . Здесь предельное трение велико и не может быть нарушено. Причиной статического трения здесь являются адгезионные химические силы .

     Изображение предоставлено: pixabay бесплатных изображений

Завязывание узла.

Мы завязываем узел очень туго, чтобы он не развязался и не держал вещи, а из-за статическое трение, остается на своем месте и очень трудно развязать узел из-за статического трения , которое пытается удержать веревку на своем месте.

  Изображение предоставлено: pixabay бесплатных изображений

Столбы, прикрепленные к стене.

Столбы остаются закрепленными в стене с помощью цемента . Здесь между поверхностью цемента и столбом действует статическое трение, которое помогает столбам оставаться неподвижными. Трение покоя возникает за счет прилипание химических реакций .

 Изображение предоставлено: pixabay бесплатных изображений

Одежда туго держится на зажиме.

После стирки тряпку прикрепляем к проволоке с помощью зажима для просушки под солнечными лучами. Здесь ткань плотно удерживается зажимом, так как между тканью и зажимом возникает статическое трение .

Изображение предоставлено: pixabay бесплатных изображений

Колпачок пера.

Колпачок ручки плотно прилегает к ручке. Колпачок идеально сидит на ручке благодаря трению статического электричества . Это помогает удерживать колпачок и ручку вместе, а форма колпачка должна быть идеальной для получения большего статического трения и сохранения положения.

           Изображение предоставлено: «Крупный план цветных маркеров»  от  wuestenigel  лицензируется под 9002.0 CC BY0011

Ваза для цветов стоит на столе.

Когда ваза с цветами стоит на столе, она не двигается, если на нее не действует сила. Это связано с тем, что статическое трение действует между нижней поверхностью вазы и поверхностью стола, делая ее неподвижной на столе.

Изображение предоставлено: «Ваза с цветами на зеленом столе» by  старшее планирование под лицензией  CC BY 2.0

Рубашка на вешалке.

Рубашка, идеально размещенная на вешалке, не упадет из-за статического трения . Наличие статического трения между рубашкой и вешалкой поможет надежно удерживать ткань. Материал вешалок также играет жизненно важную роль, потому что по сравнению с пластиком деревянные вешалки будут иметь на больше статического трения .

Изображение предоставлено: «ESL E-Sports Trikots — Gamescom 2017, Köln»  by  marcoverch  лицензировано под CC BY 2. 0

Ремень на бедра.

Пояс держится на бедрах за счет статического трения . Наличие статического трения помогает ремню плотно удерживать брюки на бедрах. Значение предельного трения зависит от поверхности и материала ремня .

Изображение предоставлено: pixabay бесплатных изображений

Шляпы на наших головах.

Шапки держатся на голове s без какой-либо внешней поддержки из-за статического трения . Статическое трение действует между поверхностью шляпы и помогает шляпе плотно удерживать свое положение на голове. Величина трения также зависит от формы и размера шляпки.

Изображение предоставлено: «Пушистые шапки согревают головы»  по  ActiveSteve  лицензировано под номером CC BY-ND 2. 0

Кольцо на пальцах

При снятии кольца с пальцев у вас могут возникнуть трудности из-за статического трения . Кольцо можно крепко держать на пальцах, потому что между слоем кожи и пальцем действует сила статического трения .

Изображение предоставлено: «наши кольца!»  по  Abulic Monkey  лицензируется под CC BY 2.0

Ношение часов.


Подобно перстню, даже часы остаются на руке благодаря трению статического электричества . Он действует между поверхностью часов и нашей рукой и помогает часам оставаться на руке.

Изображение предоставлено: «Реплика Chanel J12» от GuySie лицензировано под номером CC BY-SA 2.0

Капли воды на окне.

В дождливый день мы наблюдаем наличие капель воды на оконном стекле. Крупные капли стекают, а крошечные капли воды остаются, потому что статическое трение действует между поверхностью стекла и каплей воды.

Изображение предоставлено: pixabay бесплатных изображений

Когда мы едем на лифте.

При посещении торгового центра у вас будет лифт на верхний этаж; это пример статического трения , потому что относительное движение отсутствует, когда мы движемся по ленте лифта. Тем не менее, мы испытываем скорость, которая заставляет нас падать. Так вот, статическое трение спасает нас от падения.

   Изображение предоставлено pixabay free images

Черепица на крыше.


Черепица закрепляется на крыше в вертикальном положении с помощью цемента. Это пример статического трения . Здесь трение вызывается химической адгезией , которая действует между поверхностью цемента и плитки, заставляя их держаться вместе.

Изображение предоставлено: pixabay бесплатные изображения

Закладки книги.

Обычно мы используем закладку, чтобы отметить страницу прочитанной книги. К сожалению, закладка остается на странице из-за статического трения между поверхностью закладки и страницей .

Изображение предоставлено: pixabay бесплатных изображений

Чернильное пятно на бумаге.

При протекании ручки капля чернил падает на бумагу и оставляет пятно; сложно удалить пятно, потому что статическое трение действует между слоем чернил и поверхностью бумаги.

Изображение предоставлено: «ink-stain-texture-6» by designhard лицензировано под номером CC BY 2. 0 8 90. Камень присутствует на земле.

Камень , лежащий на земле , будет оставаться в состоянии покоя, пока на него не подействует сила. Переместить тяжелый камень сложнее, чем маленький; это потому что 9Статическое трение 0010 зависит от массы тела , поэтому тяжелее тело, ему будет труднее двигаться.

Изображение предоставлено: pixabay бесплатных изображений

 

Часто задаваемые вопросы по примерам статического трения.

Что вызывает статическое трение?

Статическое трение возникает, когда тело находится в состоянии покоя. Причины статического трения следующие:

  • Химическая адгезия.
  • Характер поверхности.
  • Неровности на поверхности.
  • Приложено усилие.

Почему статическое трение самое сильное?

Ниже поясняется, почему статическое трение сильнее по сравнению с кинетическим трением и трением качения.

Статическое трение является самым сильным, потому что оно действует в состоянии покоя и требует большей силы, чтобы удерживать тело в покое, чем силы, которые помогают перемещать тело, когда оно находится в движении.

Существует ли статическое трение само по себе?

Статическое трение существует само по себе и препятствует движению объекта.

Статическое трение представляет собой саморегулирующуюся силу, и объект остается в покое до тех пор, пока не будет приложена внешняя сила, заставляющая объект двигаться. Затем он настраивается в соответствии с приложенной внешней силой.

Почему статическое трение больше, чем трение качения?

Следующее объясняет, почему статическое трение больше, чем трение качения.

В общем, трение зависит от площади контакта между двумя поверхностями. Так как площадь контакта при трении качения меньше, чем при трении покоя. Следовательно, трение качения является самым слабым из видов трения, а трение покоя — самым сильным.

Является ли трение качения большим, чем динамическое трение?

Динамическое трение также называют кинетическим трением.

Трение качения – это противодействующая сила, возникающая, когда тело катится по другой поверхности. Оно меньше по сравнению с кинетическим трением, если рассматривать ту же пару тел. Когда одно тело катится по другому, кинетического трения между ними нет.

Что такое предельное трение?

Предельное трение — это предельная точка, в которой заканчивается статическое трение.

Предельное трение определяется как сила трения, действующая между двумя покоящимися поверхностями. Если приложенная сила увеличивается, то объект преодолевает ограниченное трение и начинает двигаться.

Математически это представляется как

Здесь

= коэффициент предельного трения

Н = нормальная сила.

Какие бывают виды трения?

Четыре типа трения являются следующими,

  • Статическое трение
  • Slinding Friction
  • Collling Friction
  • Flud Friction
  • Flud Friction
  • Fluid
  • Fluid
  • . 1?

    Значение коэффициента статического трения обычно составляет от 0 до 1, но в некоторых условиях может быть больше 1,

    Коэффициент трения всегда зависит от тел, вызывающих трение. Например, когда контактная поверхность сильно отполирована, сила трения увеличивается из-за увеличения. В таком случае коэффициент трения будет больше единицы.

    Какова формула трения покоя?

    Формула для статического трения дается следующим образом:

    Здесь f s = статическое трение

    Н = нормальная сила

      = коэффициент статического трения

    Дайте определение жидкостному трению?

    Жидкостное трение — это тип трения.

    Жидкостное трение — это сила трения, которая ограничивает движение объекта, движущегося в жидкости. Она определяется как сила трения, действующая между слоями жидкости и объектом.

    Каковы законы статического трения?

    Закон статического трения гласит, что

    «Сила трения, которая останавливает движение объекта, когда он начинает падать, прямо пропорциональна нормальной силе, с которой объект действует на поверхность».

    Равна ли нормальная сила трению покоя?

    Нормальная сила и трение покоя не равны, а перпендикулярны друг другу.

    Нормальная сила вызывает отталкивание между двумя поверхностями. Следовательно, он ограничивает близость двух объектов. Для сравнения, статическое трение — это сила, которая образует связь между двумя поверхностями, соприкасающимися друг с другом.

    Возможно ли отсутствие трения?

    Нулевое трение невозможно.

    Если мы используем много смазочных материалов для уменьшения трения, оно никогда не уменьшится, потому что каждая поверхность испытывает небольшое трение. Поверхность без трения невозможна, так как поверхность не может устранить полное трение.

    Почему важно статическое трение?

    Статическое трение важно для проверки тормозной системы.

    Статическое трение играет важную роль при испытании тормозной системы автомобиля. В этом исследовании можно точно определить точный контроль температуры и шероховатости поверхности и контакта с третьим телом.

    Законы статического трения — определение, формулы и примеры

    Статическое трение

    Мы чувствуем себя более тяжело, когда вначале перемещаем тележку для покупок, чем при непрерывном движении тележки для покупок. Первоначальный толчок — самая сложная вещь, когда вы хотите передвинуть кровать через спальню. Возможно, многие думают, что это психологическая вещь, но причиной этого вопроса является физика. Основная причина – статическое трение.

    Обычно причиной является сила, затрудняющая движение двух вещей с одной или с другой стороны. Трение возникает между устойчивым материалом и полом, на котором он находится.

    Определение статического трения

    Сила, препятствующая движению объекта в заданном направлении, называется статическим трением. Когда пара тел скользит друг относительно друга, возникает статическое трение. Трения есть во всем мире. Например, во время ходьбы наши ноги соприкасаются с поверхностью.

    При ходьбе наше движение ноги назад прикладывает силу к поверхности, а другая нога идет вперед. При выполнении статического давления трения на поверхности поверхность на наших ногах также оказывает такое же давление и противоположную силу. Это контролируется одним из законов движения.

    Если нам нужно избежать движения по острому холму из-за трения, мы сможем это сделать. Мы должны помнить, что трение происходит в направлении, противоположном относительному движению. Это поможет уменьшить скорость, и, наконец, он остановится.

    Примеры

    Примеры статического трения определены ниже:

    • Камень на полу
    • Транспортное средство остановилось на холме
    • Удержание на предметах
    • Толкание крупногабаритных грузов, таких как автобус
    • Стикеры для заметок
    • Ноги бахромчатого геккона
    • Очки на нос
    • Завязывание узлов
    • Вещи, идущие в багажную карусель
    • Вы стоите, но эскалатор движется
    • Грязь, приставшая к земле
    • Капли воды на стакане
    • Крепление колпачка ручки к ручке
    • Рубашка, брошенная на крючок
    • Шапки на голову
    • Размещение настенных часов
    • Черепица
    • Книги на столе
    • Книга находится в папке
    • Грузовик остановился на склоне

    Что такое формула статического трения?

    Сила сопротивления, приводящая тело в состояние покоя, называется трением покоя. Статическое трение возникает между объектом, находящимся в состоянии покоя, и поверхностью спуска.

    Fs =мкс*Н

    мкс – коэффициент статического трения и 

    Н – нормальная сила

    Из формулы статического трения мы узнали, что нормальная сила и статическое трение прямо пропорциональны. Когда вес объекта велик, статическое трение также велико.

    • Трение покоя не зависит от площади поверхности.
    • Статическое трение действует на поверхность скольжения в противоположном направлении движения.
    • Статическое трение зависит от несоответствия поверхности объекта и поверхностей скольжения. Статическое трение возникает из-за интеграции этих неровностей.

    Формула статического трения

    Сила, которая останавливает движение скользящих материалов, называется трением. Мы увидим трения повсюду. Объект скользит, и сила, действующая на скользящий объект, направлена ​​в противоположную сторону.

    Если мы движемся по дорожке и внезапно останавливаемся, мы сможем остановиться благодаря трению между нашими тапочками и полом. Трение может быть с движущимся или неподвижным объектом. Таким образом, это может быть сильным, а также статическим. В этой концепции мы рассмотрим тему и формулу статического трения вместе с примерами. Давайте посмотрим на это.

    Предположим, что транспортное средство находится в состоянии покоя. Нам нужно приложить больше усилий, чтобы включить транспортное средство, не используя акселератор. Это из-за статического трения. Здесь транспортное средство без движения представляет собой силу, идущую на столкновение с силой трения. Статическое трение возникает под действием силы сопротивления, наблюдаемой в покоящемся объекте.

    Это можно записать как Fs=мкс×Fn.

    Где Fn — нормальная сила

               мкс — статическое трение Коэффициент статического трения

               А Fs — это трение покоя.

    Рассмотрим простой пример.

    В: На коробку весом 5 кг, статично закрепленную на поверхности, действует сила 300 Н. Если коэффициент трения равен 0,3, рассчитать статическое трение по формуле статического трения.

    Ответ: Запишем данные значения

    Нормальная сила, Fn=300 Н,

    Коэффициент трения мкс=0,3,

    Используя формулу статического трения:

    Fs=мкс×Fn

    =0,3×300 Н

    = 90 Н.

    Следовательно, 90 Н — это трение покоя.

    Уравнение статического трения

    Мы можем рассчитать статическое трение, используя формулу.

    Статическое трение = Нормальная сила x коэффициент статического трения.

    т. е. Fs=мкс×Fn

    Например, возьмем 200 Н в качестве нормальной силы и трение равным 0,3,

    Затем мы вычисляем статическое трение следующим образом.

     Статическое трение = 200 x 0,3.

    Статическое трение = 60 Н.

    Коэффициент статического трения

    Трение – это препятствие, возникающее в месте, где пол или предмет встречаются, когда они движутся по другому. Это происходит несколькими способами: первый заключается в том, что кинетическое трение применяется к предмету, который скользит по земле. Напротив, статическое трение — это еще один метод, который имеет место, когда трение ограничивает движение материала. Коэффициент варьируется для всех наборов объектов, которые соприкасаются друг с другом, включая объект, который соединяется сам с собой.

    Теперь взглянем на формулу коэффициента статического трения.

    Статическая сила трения = (коэффициент статического трения) × (нормальная сила)

    т. е. Fs=мкс×Н

    Fs — статическая сила трения, мкс — статический коэффициент трения, а N — нормальная сила.

    Коэффициент статического трения безграничен; он не содержит никакого значения. Это будет переменная величина, которая означает силовой путь, не влияющий на существенные значения. Значение коэффициента статического трения зависит от факторов, вызывающих трение.

    Как правило, их значения находятся в диапазоне от 0 до 1, но они должны быть больше 1. Когда значение равно 0, между парой объектов нет трения. Каждый объект имеет минимальное трение, когда два объекта взаимодействуют друг с другом. Нормальная сила и силы трения равны, когда значение равно 1.

    То, что коэффициент статического трения конечен до нуля и единицы между значениями, ошибочно. Нормальная сила слабее, чем сила трения, когда значение больше 1. Нормальная сила, такая как силиконовая резина, будет иметь статический коэффициент трения, намного превышающий единицу.

    Законы статического трения

    Законы статического трения определены ниже:

    • Сила трения обратна движению объекта, который находится над землей устойчивого объекта практически до земли под действием внешняя сила.
    • Трение всегда происходит на пути, не относящемся к основаниям контакта между обоими объектами.
    • Когда приложенная сила меньше силы трения, она ограничивает движение объекта.
    • В начале движения результирующая внешняя сила, приложенная в направлении движения, равна наибольшей силе трения, известной как ограничивающая сила.
    • Величина предельного трения и нормальная сила пропорциональны друг другу.
    • Когда нормальная сила постоянна, предельное трение в данной ситуации зависит от области контакта.
    • Предельное трение основано на поверхности двух объектов областей контакта и неровностях между основаниями.

    Заключение

    Необходимо понимать основы статического трения и то, как оно работает в реальной жизни. Без статического трения мы не можем двигаться или вещи не могут оставаться в устойчивом равновесии. Статическое трение — это трение между парой соприкасающихся тел в состоянии покоя, которое необходимо для запуска системы.

    Для сравнения, кинетическое трение определяет требуемую кинетическую энергию во время выполнения функции. Трение и срок службы вещи связаны; это означает, что легкоходные системы тоже без подшипников. Статическое трение возникает из-за прилипания, незначительного химического взаимодействия между поверхностями. Как правило, трение возникает из-за того, что параметры каждой поверхности по умолчанию взаимодействуют друг с другом и случайно.

    Часто задаваемые вопросы (FAQ)

    1. Дайте определение статического трения.

    Трение между парой объектов или очень простых объектов, находящихся в покое друг с другом, известно как статическое трение. Например, статическое трение может помешать предмету разрушить склон. А сила, удерживающая тело в покое, называется трением покоя. Статическое трение, которое возникает, когда человек пытается толкнуть неподвижный предмет на землю, даже не создавая никакого относительного движения между объектом и полом, на котором находится объект, называется статическим трением.

    2. Какие элементы управления необходимы для статического трения?

     Следующий набор точек для вызова системы, работающей в условиях трения покоя:

    • Данные тела должны быть неподвижны и соприкасаться друг с другом.
    • Должна быть взаимосвязь несоответствий в области контакта.
    • Приложенная сила должна следовать за одним из тел и пытаться двигаться.
    • Все-таки тело должно быть неподвижно по сравнению с другими полами на вещах, соприкасающихся.

    Урок Видео: Статическое трение | Nagwa

    Стенограмма видео

    Статическое трение – наша тема в это видео. Это своего рода трение, которое существует между объектами, которые соприкасаются, но не движутся относительно одного еще один. Статическое трение – это сила предотвращение соскальзывания всех этих сложенных объектов вниз по склону или мимо них друг друга. Как мы увидим, это сила, которая имеет отношение к интерфейсам или точкам контакта между различными объектами.

    Итак, трение покоя – это контакт сила. И что интересно, он существует только в ответ на другие силы. Скажем, например, у нас есть эта коробка в состоянии покоя на ровной поверхности. Коробка, которую мы видим, находится в контакте с поверхностью; допустим, это верх стола. Но даже при этом под этими условиях, сила трения покоя отсутствует. Скорее, единственные силы, действующие на коробка — это ее сила веса, ее масса, умноженная на ускорение свободного падения, и контактная сила или нормальная сила, действующая на коробку и противодействующая силе веса.

    Но тогда представим, что мы приложите устойчивое и небольшое усилие к ящику, толкая его вправо. Мы можем назвать это 𝐹 sub A, чтобы показать что это приложенная сила, и именно в ответ на это статическое трение сила возникнет. То есть, когда мы нажимаем на ящик, который скользил бы им по столешнице, микроскопически шероховатый интерфейс между коробка и столешница сопротивляются этому. Масштабный эффект этих микроскопические взаимодействия — это сила трения, действующая влево. И до определенного момента это фрикционное сила будет точно соответствовать и противодействовать приложенной силе 𝐹 sub A.

    Мы можем увидеть это, взглянув на график силы трения, возникающей как реакция на приложенную силу. В начале, прежде чем мы подтолкнули на коробке вообще, мы знаем, что приложенная сила равна нулю. И как мы видели, так и фрикцион сила в этот момент. Но потом мы начинаем настаивать коробка. И сказать, что мы равномерно увеличиваем прикладываемая сила от нуля до одного ньютона. В ответ сила трения также может равномерно соответствовать этой приложенной силе. И так как во всем этом прогрессия, величина силы трения равна нашей величине приложенной силы, коробка остается на месте.

    Но, допустим, мы продолжаем нажимать сильнее на коробку, плавно увеличивая прилагаемое усилие до двух ньютонов. Мы можем обнаружить, что это все еще так что сила трения соответствует этой приложенной силе. Когда это происходит, мы знаем, что эта сила трения относится к трению покоя, поскольку объект под нашим приложенным сила не движется. Хотя мы знаем из опыта, что по мере того, как мы увеличиваем эту приложенную силу, в конечном итоге она превысит силу трения что может оказать интерфейс между нашей коробкой и столешницей. Когда это происходит, коробка начнет двигаться, и у нас больше не будет ситуации статического трения.

    В этом уроке мы ограничим обсуждение тех сценариев, где сила трения действительно соответствует приложенной сила. Просто знай, что если бы мы продолжали увеличивая приложенную силу, в конце концов она превысит силу трения. Другими словами, мы будем требовать, чтобы 𝐹 sub f равно 𝐹 sub A. Теперь мы знаем, что приложенная сила каким-то образом определяется внешним условием. В случае с нашей коробкой на настольная, это определяется тем, насколько сильно мы нажимаем на коробку. А как же статическое трение? сила 𝐹 sub f? Если мы подумаем о собственном опыта с трением, мы можем вспомнить, что более тяжелые объекты, как правило, требуют больше сила, заставляющая их двигаться по поверхности. Например, если бы этот ящик был одним килограмм массы, то начать разгон было бы проще, чем если бы он был, скажем, 100 кг. Это указывает нам на идею что сила трения покоя, действующая на тело, пропорциональна его масса.

    А дальше, как мы продолжаем думать относительно статического трения, мы могли бы также предположить, что это как-то связано с конкретные материалы, находящиеся в контакте друг с другом. Например, мы знаем, что если один материал — металл, скажем, лезвие конька, а другой материал — лед, тогда между этими двумя поверхностями очень мало трения. С другой стороны, скажем, мы представляя себе асфальтовое дорожное покрытие и резиновую шину на автомобиле. Мы очень рады тому, что между этими двумя поверхностями существует большое трение. Итак, в то время как сила статики трение зависит от веса объекта, поскольку он опирается на некоторую поверхность, а также зависит от того, каковы эти конкретные поверхности в контакте.

    А на самом деле есть количественный, то есть основанный на числах, способ описания этих взаимодействий для различные материалы. Это зависит от того, что называется коэффициент статического трения, представленный 𝜇 с нижним индексом s. Коэффициент статического трения это число часто между нулем и единицей, но не всегда. Это становится выше для поверхностей в контакта, которые с меньшей вероятностью скользят друг мимо друга и ниже для поверхностей в контакты, которые с большей вероятностью ускользнут друг от друга.

    Можно посмотреть таблицы коэффициенты статического трения для многих различных пар материалов. Например, если мы рассмотрим коэффициент статического трения между колесом из резины и сухим асфальтом, мы найдите это значение примерно равным 0,9. Обратите внимание, что коэффициент статики трение безразмерно; это чистое число. С другой стороны, если мы посмотрим вверх 𝜇 sub s для случая, когда сталь и лед соприкасаются, это значение на самом деле близко к нуль. Мы поднимаем все это, потому что это именно этот фактор, коэффициент статического трения, который нам нужно будет включить в нашем уравнении для силы трения.

    Сила трения покоя, действующая на каком-либо предмете равен весу этого предмета, умноженному на коэффициент статическое трение, относящееся к материалу, из которого сделан объект, и материалу на котором он держится. И часто мы видим негатив перед этим выражением стоит знак. И это, чтобы выразить факт что сила трения в направлении всегда противодействует приложенной силе. Это и есть математическое отношение, которое мы можем использовать для расчета силы трения на объекте, который не в движении, то есть находится в статике. И заметьте, потому что величина статической силы трения всегда равна приложенной силе, стремящейся чтобы привести объект в движение, можно сказать, что приложенная сила равна величина правой части этого выражения, другими словами, 𝑚 умноженная на 𝑔 раз 𝜇 саб.

    Прежде чем мы перейдем к примеру упражнений, в этом уравнении есть одна тонкость, о которой мы должны упомянуть. Напомним, что на нашем начальном экране вместо того, чтобы иметь плоскую поверхность для наших объектов, у нас была поверхность в наклоняться. Если мы поставим нашу коробку на этот склон, тогда мы знаем, что сила веса 𝑚𝑔 снова действует прямо вниз. Но сейчас норма или реакция сила не противодействует непосредственно силе веса. Это различие на самом деле имеет влияние на статическую силу трения между ящиком и наклонной плоскостью. Именно потому, что сила трения, а не зависит непосредственно от силы веса, на самом деле зависит от нормальная или реактивная сила. В большинстве случаев в нашем уравнение для статической силы трения, мы бы заменили 𝑚 умноженное на 𝑔 на 𝐹 sub №

    Таким образом, включен ли наш объект плоской поверхности или на наклонной, мы все еще можем точно рассчитать на него действует статическая сила трения. В случаях, когда наш объект находится на плоская поверхность, 𝐹 sub N равно 𝑚 умноженному на 𝑔. Но в других сценариях нам понадобится использовать в этом выражении нормальную силу, а не силу веса. Зная все это о статике трения, давайте теперь рассмотрим пример.

    На рисунке показаны два блока, блок A и блок B. Блоки имеют равные массы. Блок А находится на шероховатой поверхности, и блок B находится на блоке A. На блок B действует сила 𝐹, параллельная поверхности. Изначально блок B не движется, и 𝐹 неуклонно увеличивается. Когда 𝐹 увеличилось достаточно, чтобы заставить блок B начать двигаться, оба блока двигаются в направлении 𝐹 одновременно скорость. Что из перечисленного является правильным утверждение об отношении 𝜇 подединицы, коэффициента трения покоя между блоком А и поверхностью, до 𝜇 меньше двух, коэффициент статического трения между блоками? (A) 𝜇 sub единица равна 𝜇 sub два. (B) 𝜇 sub один меньше, чем 𝜇 sub два. (C) 𝜇 подединица больше, чем 𝜇 суб два.

    Хорошо, в этом примере у нас есть эти два блока: блок B опирается на блок A, а затем блок A опирается на этот шероховатый поверхность. Пока два блока стационарно, к блоку B приложена сила 𝐹, параллельная поверхности раздела между блоками. Сначала ничего не происходит. Но тогда, по мере увеличения 𝐹, в конце концов блок B начинает двигаться. Однако в этот самый момент заблокируйте А также приводится в движение. И оба блока перемещаются влево на с той же скоростью, о которой нам говорят. Итак, это интересно. Несмотря на то, что сила 𝐹 действует применяется к блоку B, что в конечном итоге происходит, когда оба блока перемещаются как единое целое к оставил.

    Зная это, мы хотим сделать сравнение между коэффициентом статического трения, который существует между двумя блоков, что называется 𝜇 sub two, а также коэффициент статического трения, который существует между блоком А и шероховатой поверхностью; это называется 𝜇 sub one. По сути, мы хотим сделать сравнение между этими двумя коэффициентами статического трения. Когда мы думаем о том, что происходит физически в этой ситуации мы видим, что даже если мы прикладываем силу только для того, чтобы блок B, по-видимому, сила трения между блоком B и блоком A велика достаточно, чтобы вся масса двух блоков вместе начала двигаться до блок B начинает скользить по верхней части блока A.

    Тогда мы могли бы сказать, что этот статический здесь сила трения, действующая между блоком А и поверхностью, слабее, чем сила статического трения, действующая между двумя блоками. Мы можем написать уравнения для эти две силы трения покоя. Напомним, что величина статическая сила трения, действующая на какой-либо предмет, покоящийся на плоской поверхности равно массе этого объекта, умноженной на ускорение свободного падения, умноженное на коэффициент статического трения между телом и поверхностью, на которую оно опирается. Если мы назовем силу трения в наш сценарий, который существует между блоком A и поверхностью 𝐹 под одной, то мы знаем это равно массе блока A плюс масса блока B, потому что блок B покоится над блоком A, умноженный на 𝑔 раз 𝜇 под единицу, коэффициент статики трение между блоком А и поверхностью. По сравнению с этим, если мы назовем статическая сила трения между двумя блоками 𝐹 меньше двух, тогда это просто равно к массе блока B раз 𝑔 раз 𝜇 меньше двух.

    В нашей постановке задачи мы сказал, что когда эти блоки двигаются, они двигаются как единое целое. Мы видели, что это означает, что сила трения между блоками должна быть больше, чем между блоком А и поверхность. Другими словами, 𝐹 sub two должно быть больше, чем 𝐹 меньше единицы. Затем мы можем заменить 𝐹 sub two в это неравенство с этим выражением и 𝐹 sub one с этим. И как только мы это сделали, давайте вспомнить важную информацию, которую нам дали ранее. Нам не сказали, какие массы блоки B и A равны, но нам сказали, что они равны. Тогда в стороне, мы можем написать что 𝑚 sub B равно 𝑚 sub A, и мы можем называть их обоих просто 𝑚. Если мы сделаем эту замену в нашем неравенство, то у нас есть это выражение, где 𝑚 и 𝑔 являются общими для обоих стороны.

    Если мы разделим обе части на 𝑚 умножить на 𝑔, то это отменяет те члены по обе стороны от равенства, в то время как сохраняя свое направление прежним. И мы находим, что 𝜇 sub two равно более чем в два раза 𝜇 меньше единицы. Это означает, что даже если мы удвоим 𝜇 саб один, это все равно меньше, чем 𝜇 саб два. Глядя на наши три ответа вариантов, мы видим, что это соответствует варианту (Б) 𝜇 sub на единицу меньше, чем 𝜇 sub два.

    Давайте теперь посмотрим на другой пример упражнение.

    Кирпич изначально покоится сверху шероховатой горизонтальной поверхности, как показано на схеме. Кирпич толкается силой 𝐹 параллельно поверхности. Вес кирпича равен 30 ньютоны. Коэффициент статического трения кирпича с поверхностью 0,75. Какая должна быть величина 𝐹 превысить, чтобы кирпич начал двигаться по поверхности?

    Итак, у нас есть этот кирпич первоначально в состоянии покоя на шероховатой горизонтальной поверхности. И мы видим, что этот кирпич толкается силой 𝐹 параллельно поверхности. Для достаточно малых значений 𝐹 кирпич на самом деле не будет двигаться. И это из-за трения эффекты между кирпичом и поверхностью, приводящие к силе трения на кирпич. Эта сила трения находится в противодействие применяемой силе 𝐹. Но сила трения имеет некоторую максимальное значение, которого он может достичь. Если приложенная сила 𝐹 превышает это максимальное значение, тогда кирпич начнет двигаться.

    Чтобы вычислить максимально возможную силы статического трения, действующей на кирпич, можно вспомнить, что величина сила трения, действующая на какой-либо предмет на плоской поверхности, равна масса объекта, умноженная на коэффициент статического трения между объектами и поверхность, на которую он опирается. Тогда можно сказать, что максимально сила трения покоя, действующая на кирпич, равна его весу, при этом величина его веса, умноженная на коэффициент статического трения между кирпич и шероховатая поверхность.

    В качестве примечания мы говорим, что это максимальная статическая сила трения, потому что на самом деле сила может быть меньше чем это. Когда сила 𝐹, которую мы прикладываем к кирпич очень мал, но увеличивается статическая сила трения на кирпиче удержание его на месте увеличивается с 𝐹. Но, как мы сказали, это происходит только до момента, когда эта приложенная сила меньше или равна веса этого кирпича, умноженного на коэффициент статического трения.

    Когда 𝐹 превышает это значение, именно в тот момент, когда кирпич начнет двигаться. И именно поэтому мы решаем для 𝐹 сабж макс. Подставляя в наши данные значения, это равно 30 ньютонов умножить на 0,75. И если мы сохраним только два значимых цифры из нашего ответа, что в итоге составляет 23 ньютона. Как только наша приложенная сила 𝐹 превысит это значение, статическая сила трения больше не сможет поддерживаться, поэтому говорите, и кирпич начнет двигаться.

    Подведем итог тому, что у нас есть узнали о статическом трении. На этом уроке мы видели, что статические трение — контактная сила. То есть это сила между двумя объекты, находящиеся в физическом контакте. Он удерживает данный объект от движется, и делает это, действуя в ответ на другие силы. Действующая сила трения покоя на предмет зависит от двух факторов: его веса или нормальной силы, действующей на него, если объект находится под наклоном, а коэффициент статического трения. Мы видели, что этот второй фактор, представленный с помощью 𝜇 sub s, зависит от материалов, из которых состоит объект и поверхность. он опирается на сделаны из.

    Все это объединяется в выражение для статической силы трения, действующей на какой-либо предмет. Он равен нормальному или сила реакции, действующая на объект, которая равна 𝑚 умножить на 𝑔, если объект на плоской поверхности, умноженной на соответствующий коэффициент статического трения. И мы говорим, что эта сила отрицательна потому что он противостоит направлению приложенной силы, стремящейся сделать объект в ход вопроса. Это краткое изложение статики. трение.

    2.2 Сила | Законы Ньютона

    2.2 Сила (ЭСБХ)

    Что такое

    сила ?(ESBKJ)

    Сила — это все, что может вызвать изменение объектов. Силы могут делать такие вещи, как:

    • изменить форму объекта,

    • ускорить или остановить объект и

    • изменить направление движущегося объекта.

    Сила может быть классифицирована как контактная сила или бесконтактная сила .

    Контактная сила должна коснуться или быть в контакте с объектом, чтобы вызвать изменение. Примеры контактные силы:

    • сила, которая используется, чтобы толкать или тянуть предметы, например, дверь, чтобы открыть или закрыть ее

    • сила, которую скульптор использует, чтобы превратить глину в горшок

    • сила ветра, вращающая ветряную мельницу

    Рисунок 2.1: Контактные силы Рисунок 2.2: Контактные силы

    Бесконтактная сила не обязательно должна касаться объекта, чтобы вызвать изменение. Примеры бесконтактных сил силы, обусловленные:

    • гравитация

      , как Земля притягивает к себе Луну;

    • электричество, как протон и электрон притягиваются друг к другу; и

    • магнетизм, как магнит, притягивающий к себе скрепку.

    Рисунок 2.3: Бесконтактные силы

    Единицей силы в международной системе единиц (единицы СИ) является ньютонов (символ N ). Эта единица названа в честь сэра Исаака Ньютона, впервые определившего силу. Сила — это вектор количество, поэтому оно имеет величину и направление. Мы используем символ \(\overrightarrow{F}\) для силы.

    В этой главе часто упоминается результирующая сила , действующая на объект. Результирующая сила просто векторная сумма всех сил, действующих на объект. Очень важно помнить, что все силы должны действовать на тот же объект . Результирующая сила – это сила, имеющая тот же эффект, что и все остальные силы, сложенные вместе.

    Различные виды сил в физике (ESBKK)

    Многие темы физики, которые вы будете изучать, вращаются вокруг воздействия или действия сил. Хотя там много разных сил, узнают некоторые фундаментальные принципы подхода к проблемам и применения в этой книге независимо от того, какая сила применяется

    Физика изучает мир природы, и вы, вероятно, знаете физику намного больше, чем думаете. Ты видеть вещи, происходящие каждый день, которые регулируются законами физики, но вы, вероятно, не думаете о физике того времени. Если вы подбросите камень в воздух, он в конце концов упадет на землю. Много физики можно изучить, анализируя повседневную ситуацию.

    Мы собираемся узнать о некоторых силах в следующих нескольких разделах, но прежде чем мы начнем, давайте опишем повседневная ситуация, в которой все они играют роль, чтобы вы могли визуализировать происходящее. Ты нуждаешься в стол и три книги, которые имеют разную массу. Возьмите любую книгу и положите ее на стол. Ничего такого бывает, книга просто ложится на стол, если стол ровный. Если медленно поднять одну сторону стола так что верхняя часть стола наклонена, книга не двигается сразу. Когда вы поднимаете стол больше и больше книга вдруг начинает соскальзывать со стола. Вы можете повторить это со всеми тремя книгами и увидеть насколько нужно наклонить стол, прежде чем книги начнут скользить.

    Эта реальная ситуация иллюстрирует многое из физики, о которой мы хотим узнать в этой главе.

    Нормальная сила

    Когда объект помещается на поверхность, например, подумайте о том, чтобы положить книгу на стол, действует ряд сил. Во-первых, если бы не было стола, книга упала бы на пол. Сила, вызывающая это, — гравитация. Стол останавливает падение книги на пол. единственный способ, которым это может произойти, — это воздействие стола на книгу. Сила, которую стол воздействует на книгу, должна уравновешивать силу тяжести. Это сразу говорит нам о нескольких вещах! Гравитация — это сила, тянущая книгу вниз, это вектор. Сила, действующая на стол, должна уравновесить это, и он может сделать это только в том случае, если он имеет ту же величину и действует в противоположном направлении. направление.

    Это происходит часто, гравитация притягивает человека к земле, но когда вы стоите на земле что-то должно уравновешивать его, если вы поставите тяжелую коробку на землю, гравитационная сила сбалансированный. Если положить кирпич в воду, он утонет, потому что ничто не уравновешивает силу гравитации. Мы даем силу, которую поверхность (любая поверхность) оказывает, чтобы уравновесить силы на объекте в контакте с этой поверхностью нормальный форс.

    Нормальная сила – это сила, действующая на объект в результате взаимодействия с поверхностью и перпендикулярно поверхности. Эта последняя часть может показаться неожиданной (противоречивой интуиции). потому что, если мы немного наклоним стол, направление гравитационной силы не изменится, но направление нормальной силы имеет немного (нормаль не всегда прямо противоположна силе тяжести). Не паникуйте, все это станет понятным до конца этой главы. Помните: нормальная сила всегда перпендикулярно (под прямым углом) к поверхности.

    Нормальная сила
    Нормальная сила, \(\vec{N}\), представляет собой силу, действующую на поверхность на объект, находящийся в контакте с Это.
    временный текст
    силы трения

    Почему ящик, скользящий по поверхности, в конце концов останавливается? Ответ трение . Трение возникает там, где две поверхности соприкасаются и движутся относительно друг друга. друг друга.

    Для повседневного примера, сожмите руки вместе и двигайте одну вперед и назад, у нас есть две поверхности, соприкасающиеся с одной движущейся относительно другой. Твои руки согреются, у тебя будет испытал это раньше и, вероятно, зимой потирал руки, чтобы согреть их. Жара генерируются трением.

    Трение возникает из-за того, что поверхности взаимодействуют друг с другом. Подумайте о наждачной бумаге с большим количеством неровности на поверхности. Если потереть наждачной бумагой, то неровности останутся в любой канавке.

    Когда поверхность одного объекта скользит по поверхности другого, каждое тело создает силу трения. сила на другом. Например, если книга скользит по столу, стол создает силу трения. на книгу, и книга оказывает силу трения на стол. Действуют силы трения параллельно поверхностям .

    Сила трения
    Сила трения – это сила, противодействующая движению объекта, находящегося в контакте с поверхностью и он действует параллельно поверхности, с которой соприкасается объект.

    Величина силы трения зависит от поверхности и величины нормальной силы. На разных поверхностях возникают разные силы трения, даже если нормальная сила равна такой же. Силы трения пропорциональны величине нормальной силы. \[F_{\text{трение}} \propto N\]

    Для каждой поверхности мы можем определить постоянный фактор, коэффициент трения, который позволяет нам рассчитайте, какой была бы сила трения, если бы мы знали величину нормальной силы. Мы знаем что статическое трение и кинетическое трение имеют разные величины, поэтому мы имеем разные коэффициенты для двух видов трения:

    • \(\mu_s\) — коэффициент статического трение
    • \(\mu_k\) — коэффициент кинетического трения

    Сила не всегда достаточно велика, чтобы заставить объект двигаться, например, малая приложенная сила может невозможность передвинуть тяжелый ящик. Сила трения, противодействующая движению ящика, равна приложенная сила, но действующая в противоположном направлении. Эта сила трения называется статической. трение . Когда мы увеличиваем приложенную силу (нажимаем сильнее), сила трения также увеличивается. увеличиваться до тех пор, пока не достигнет максимального значения. Когда приложенная сила больше, чем максимальная сила статического трения объект будет двигаться. {max} = \mu_sN\).

    Когда приложенная сила превышает максимальную силу статического трения, объект перемещается, но все еще испытывает трение. Это называется кинетическим трением . Для кинетического трения значение остается неизменным независимо от величины приложенной силы. Величина кинетического трения: \(f_k = \mu_kN\).

    Помните, что статическое трение присутствует, когда объект не движется, и кинетическое трение, когда объект объект движется. Например, когда вы едете на машине с постоянной скоростью по асфальтированной дороге, вы должны слегка нажимайте на педаль акселератора, чтобы преодолеть трение между асфальтовой дорогой и колесами. из машины. Однако при движении с постоянной скоростью колеса автомобиля катятся, поэтому это не случай, когда две поверхности «трутся» друг о друга, и мы на самом деле смотрим на статическое трение. Если вы резко сломаетесь, заставив машину остановиться, мы будем иметь дело с двумя поверхностями, трущимися друг о друга и, следовательно, с кинетическим трением. Чем выше значение для коэффициент трения, чем более «липкая» поверхность, и чем меньше значение, тем больше «скользкая» поверхность.

    Трение очень полезно. Если бы не было трения и вы попытались бы прислонить лестницу к стене, он просто соскользнул бы на землю. Скалолазы используют трение, чтобы удержаться на скалах. Тормоза автомобилей были бы бесполезны, если бы не трение!

    Рабочий пример 1: статическое трение

    На коробку, покоящуюся на поверхности, действует нормальная сила величины \(\text{30}\) \(\text{N}\) а коэффициент статического трения между поверхностью и ящиком \(\mu_s\) равен \(\текст{0,34}\). Какова максимальная статическая сила трения? 9{макс.} &= \mu_sN \\ &= (\текст{0,34})(\текст{30}) \\ & = \текст{10,2} \end{align*}

    Максимальная величина статического трения равна \(\text{10,2}\) \(\text{N}\).

    Рабочий пример 2: Статическое трение

    Нападающие вашей школьной команды по регби пытаются запустить свою скрам-машину. Нормальный сила, действующая на скрам-машину, равна \(\text{10 000}\) \(\text{N}\). Машина не вообще двигается. Если коэффициент статического трения равен \(\text{0,78}\), каков минимум сила, которую они должны приложить, чтобы заставить скрам-машину начать движение?

    Минимум или максимум

    Вопрос заключается в том, какой должна быть минимальная сила, необходимая для приведения в движение скрам-машины. Мы не знаю отношения для этого, но мы знаем, как рассчитать максимальную силу статическое трение. Нападающие должны прикладывать большее усилие, поэтому минимальное количество которые они могут оказывать, фактически равна максимальной силе статического трения.

    9{макс.} &= \mu_sN \\ &= (\текст{0,78})(\текст{10 000}) \\ & = \text{7 800}\text{ N} \end{align*}

    Максимальная величина статического трения равна \(\text{7 800}\) \(\text{N}\).

    Рабочий пример 3: Кинетическое трение

    Нормальная сила, действующая на коляску, равна \(\text{100}\) \(\text{N}\). Тормоза коляски есть заблокированы, чтобы колеса не могли вращаться. Хозяин пытается толкнуть коляску, но она не двигается. Владелец давит все сильнее и сильнее, пока он внезапно не начнет двигаться, когда приложенная сила составляет три четверти нормальной силы. {max} &= \mu_sN \\ \text{75} &= \mu_s (\text{100}) \\ \mu_s &=\текст{0,75} \end{выравнивание*} 9{Максимум} \\ &= \frac{\text{1}}{\text{2}}(\text{75}) \\ & = \text{37,5}\text{N} \end{align*}

    Мы знаем соотношение между величиной кинетического трения, величиной нормальная сила и коэффициент кинетического трения. Мы можем использовать его для решения коэффициента кинетического трения: \начать{выравнивать*} f_k &= \mu_kN \\ \text{37,5} &= \mu_k (\text{100}) \\ \mu_k &=\текст{0,375} \end{выравнивание*}

    Рабочий пример 4: Коэффициент статического трения

    На деревянный брусок действует нормальная сила \(\text{32}\) \(\text{N}\) от грубой, плоской поверхность. К блоку привязана веревка. Веревку натягивают параллельно поверхности и натяжение (сила) веревки может быть увеличено до \(\text{8}\) \(\text{N}\) перед блок начинает скользить. Определить коэффициент трения покоя.

    Проанализируйте вопрос и определите, что задано

    Нормальная сила задана (\(\text{32}\) \(\text{N}\)) и мы знаем, что блок не двигаться до тех пор, пока приложенная сила не станет \(\text{8}\) \(\text{N}\).

    Нас просят найти коэффициент статического трения \({\mu }_{s}\).

    Найти коэффициент статического трения

    \begin{align*} F_f&=\mu_sN\\ \text{8} &= \mu_s(\text{32}) \\ \mu_s &= \text{0,25} \end{выравнивание*}

    Обратите внимание, что коэффициент трения не имеет единицы измерения, так как он показывает соотношение. Значение для коэффициент трения трения может иметь любое значение вплоть до максимального \(\text{0,25}\). При приложении силы меньше \(\text{8}\) \(\text{N}\) коэффициент трения будет меньше \(\text{0,25}\).

    Рабочий пример 5: Статическое трение

    На ящик, лежащий на наклонной плоскости, действует нормальная сила величины \(\text{130}\) \(\text{N}\) и коэффициент статического трения, \(\mu_s\), между коробкой и поверхность \(\text{0,47}\). Какова максимальная статическая сила трения? 9{макс.} = \mu_sN.\] Это не зависит от того, наклонена поверхность или нет. Изменение наклона поверхность повлияет на величину нормальной силы, но метод определения сила трения остается неизменной.

    Нам дано, что \(\mu_s = \text{0,47}\) и \(N=\text{130}\text{ N}\). Это все информация, необходимая для расчета. 9{макс.} &= \mu_sN \\ &= (\текст{0,47})(\текст{130}) \\ & = \text{61,1}\text{N} \end{align*}

    Максимальная величина статического трения равна \(\text{61,1}\) \(\text{N}\).

    Включен рекомендуемый практический метод для неформальной оценки нормальных сил и трения. В В этом эксперименте учащиеся исследуют взаимосвязь между нормальной силой и максимальной статическое трение. Учащиеся должны использовать разные поверхности, чтобы увидеть эффект статического трения. Если время позволяет учащимся также исследовать динамическое трение. Вам понадобятся пружинные балансы; несколько блоков из того же материала с крючками на одном конце; несколько грубых и гладких поверхности; и кирпичи или блоки для наклона поверхностей.

    Нормальные силы и трение

    Цель

    Исследовать взаимосвязь между нормальной силой и трением.

    Аппарат

    Баланс пружинный, несколько блоков из одного материала, с крючками на одном конце, несколько шероховатые и гладкие поверхности, кирпичи или блоки для наклона поверхностей

    Метод

    • Прикрепите каждый из блоков к пружинным балансам по очереди и запишите показания.

    • Возьмите один блок и прикрепите его к пружинным балансам. Теперь сдвиньте блок вдоль каждого из поверхности по очереди. Обратите внимание на показания. Повторите для других блоков.

    • Повторите предыдущий шаг, но наклоните поверхности под разными углами.

    Результаты

    Запишите результаты в таблицу

    Ранние люди использовали трение для создания огня. Трение может привести к сильному нагреву и преждевременному люди использовали этот факт, когда терли две палки друг о друга, чтобы разжечь огонь. Когда ты потираешь руки вместе быстро и сильно нажимая, вы почувствуете, что они согреваются. Это тепло, создаваемое трение. Вы можете использовать это, чтобы разжечь огонь.

    Чтобы разжечь огонь, вам понадобятся два куска дерева, один длинный прямой круглый кусок примерно одного размера. толщиной с палец и около \(\text{40}\) \(\text{см}\) в длину, а также более толстый плоский кусок из дерева. Плоский толстый кусок дерева нуждается в отверстии, в которое может поместиться длинный прямой кусок. Затем вы положите плоский кусок на землю, длинный прямой в отверстие и потрите его между руками прикладывая давление вниз, чтобы увеличить нормальную силу и величину трения. Где два кусочки дерева трутся друг о друга трение приводит к трению множества крошечных кусочков дерева выключается и становится жарко.

    Через некоторое время дыра начнет дымиться. В этот момент дымящиеся кусочки дерева, называемые тлеющими углями, нужно аккуратно высыпать из норы на небольшую подстилку из сухой травы. Вы покрываете уголь полностью и осторожно подуйте. Трава должна начать гореть. Затем вы используете горящую траву, чтобы зажечь несколько сухих веток и продолжайте продвигаться к более крупным кускам дерева.

    Чтобы сделать это еще проще, можно использовать лук из дерева с тетивой, чтобы заставить дерево вращаться. По скручивая тетиву лука вокруг длинного куска дерева, ею можно управлять, не требуя человек использует свои руки.

    Видео: 23 ГВт

    Напряжение

    Натяжение – это величина силы, которая существует в таких объектах, как веревки, цепи и распорки, которые оказание поддержки. Например, в канатах, поддерживающих детские качели, действуют силы натяжения. висит на дереве.

    Учебник Упражнение 2.1

    Коробка стоит на шероховатой поверхности. Он имеет нормальную силу величины \(\text{120}\) \(\текст{N}\). Сила \(\text{20}\) \(\text{N}\), приложенная справа, не может сдвинуть коробка. Вычислите величину и направление сил трения.

    Нормальная сила задана (\(\text{120}\) \(\text{N}\)) и мы знаем, что блок не двигаться, когда используется приложенная сила \(\text{20}\) \(\text{N}\).

    Нас просят найти величину и направление сил трения.

    Так как ящик неподвижен и приложенной силы недостаточно для перемещения ящика, мы известно, что кинетическая сила трения равна \(\text{0}\) \(\text{N}\).

    Сила трения определяется как сила, противодействующая движению объекта в контакт с поверхностью, и он действует параллельно поверхности, с которой объект контактирует с. Следовательно, статическая сила трения равна \(\text{20}\) \(\text{N}\) влево, чтобы дать результирующую ноль.

    Какова величина силы трения, действующей на брусок, когда брусок в состоянии покоя?

    Блок не движется, поэтому на него не действует кинетическая сила трения. блокировать. К блоку также не приложена сила, поэтому статическое трение сила также равна нулю.

    Какой будет величина силы трения, если горизонтальная сила величины \(\text{5}\) \(\text{N}\) действует на блок?

    Блок не движется, поэтому на него не действует кинетическая сила трения. блокировать.

    Сила трения определяется как сила, противодействующая движению объекта соприкасается с поверхностью и действует параллельно поверхности, на которой находится объект. связаться с. Следовательно, статическая сила трения равна \(\text{5}\) \(\text{N}\) в направление, противоположное приложенной силе. 9{\ text {max}} & = \ mu_ {s} N \\ & = (\текст{0,40})(\текст{20}) \\ & = \текст{8}\текст{N} \конец{выравнивание*}

    Таким образом, мы должны приложить силу больше, чем \(\text{8}\) \(\text{N}\), чтобы начать коробка движется.

    Какова минимальная сила, необходимая для удержания блока в движении после того, как он был начал?

    Чтобы найти минимальную силу, необходимую для удержания блока в движении, нам нужно вычислить величина силы кинетического трения:

    \начать{выравнивать*} F_{k} & = \mu_{k} N \\ & = (\текст{0,20})(\текст{20}) \\ & = \текст{4}\текст{N} \конец{выравнивание*}

    Итак, мы должны приложить силу \(\text{4}\) \(\text{N}\), чтобы удерживать коробку в движении.

    Если горизонтальная сила равна \(\text{10}\) \(\text{N}\), определите силу трения сила.

    Эта сила больше, чем сила, необходимая для начала движения блока. Итак статическая сила трения равна \(\text{0}\) \(\text{N}\).

    При кинетическом трении значение силы трения остается неизменным независимо от величина приложенной силы. Таким образом, кинетическая сила трения равна \(\text{4}\) \(\текст{N}\).

    Запишите выражение для коэффициента статического трения.

    \[F_{s} \leq \mu_{s}N\]

    Спланируйте расследование, которое вы проведете, чтобы помочь судье в его решении. Выполните шаги, описанные ниже, чтобы убедиться, что ваш план соответствует требованиям.

    1. Сформулируйте вопрос для расследования.

    2. Аппаратура: Перечислите все прочие аппараты, кроме плитки и обувь, которая вам понадобится.

    3. Поэтапный метод: как вы будете проводить расследование? Включить соответствующая, помеченная диаграмма.

    4. Результаты: Что вы будете записывать?

    5. Заключение: Как вы будете интерпретировать результаты, чтобы сделать вывод?

    Ниже приводится руководство к тому, что должны делать учащиеся. Этот эксперимент очень похоже на эксперимент с нормальными силами и трением, приведенный выше.

    Контрольный вопрос: Каков коэффициент статического трения для плиток в супермаркет для разной обуви и веса людей?

    Оборудование: пружинные балансы, несколько блоков из одного материала с прикрепленными крючками к одному концу несколько шероховатых и гладких поверхностей, кирпичи или блоки для наклона поверхности (и плитка, и обувь)

    Способ:

    1. Измерение силы трения для минимальной массы
    2. Измерение силы трения для максимальной массы
    3. Измерение силы трения для средней массы
    4. Повторите каждое из вышеперечисленных измерений и возьмите среднее значение
    5. Определить средний коэффициент трения

    Результаты: Вы должны записать результаты для каждого шага, описанного выше

    Вывод: Если коэффициент статического трения меньше минимально необходимого чем владелец супермаркета неправильный. Если коэффициент трения покоя больше минимально необходимого, чем дама неверна. Если коэффициент статическое трение равно минимальному, то необходимо учитывать другие факторы.

    Силовые диаграммы (ЭСБКМ)

    Силовые диаграммы представляют собой эскизы физической ситуации, с которой вы имеете дело, со стрелками для всех силы, действующие на систему. Например, если брусок лежит на поверхности, то на него действует сила сила тяжести тянет блок вниз, и на блок с поверхности действует нормальная сила. нормальная сила и сила тяжести в этом случае имеют одинаковую величину. График силы для такая ситуация:

    Длина стрелок одинакова, чтобы указать, что силы имеют одинаковую величину.

    Другим примером может быть тот же блок на поверхности, но с приложенной силой \(\vec{F}_L\) к слева от \(\text{10}\) \(\text{N}\) и приложенной силы, \(\vec{F}_R\), справа от \(\text{20}\) \(\текст{N}\). Вес и нормаль также имеют величины \(\text{10}\) \(\text{N}\).

    При построении силовых диаграмм важно помнить следующее:

    • Сделайте свой рисунок большим и четким.

    • Вы должны использовать стрелки, и направление стрелки покажет направление силы.

    • Длина стрелки будет указывать на величину силы, иными словами, чем длиннее стрелки в диаграмма (например, \({F}_{R}\)) указывает на большую силу, чем более короткая стрелка (\({F}_{L}\)). Стрелки одинаковой длины указывают силы равной величины (\({F}_{N}\) и \({F}_{g}\)). Используйте «маленькие линии», как в математике, чтобы показать это.

    • Нарисуйте аккуратные линии с помощью линейки. Стрелки должны касаться системы или объекта.

    • Все стрелки должны иметь метки. Используйте буквы с ключом сбоку, если вам не хватает места на вашем рисунке.

    • На этикетках должно быть указано, что прикладывает силу (силу автомобиля), на что действует сила применяется (на прицепе) и в каком направлении (вправо)

    • Если значения сил известны, эти значения можно добавить на диаграмму или ключ.

    Свободные схемы корпуса (ESBKN)

    На диаграмме свободного тела интересующий объект изображен в виде точки, и все силы, действующие на него, нарисованы в виде стрелок, указывающих в сторону от точки. Мы можем перерисовать две приведенные выше силовые диаграммы как свободное тело. диаграмм:

    временный текст

    Разложение усилий на компоненты (ESBKP)

    Мы рассмотрели разложение сил на компоненты. Мы рассмотрим одну ситуацию, когда это особенно полезны задачи, связанные с наклонной плоскостью. Это важно, потому что нормальная сила зависит от составляющей силы тяжести, которая перпендикулярна склону.

    Рассмотрим брусок на наклонной плоскости. Плоскость наклонена под углом \(\theta\) к горизонтальный. Он чувствует гравитационную силу \(\vec{F}_g\) прямо вниз. Эту силу можно сломить на составляющие, перпендикулярные плоскости и параллельные ей. Это показано здесь:

    Мы можем использовать любую систему координат для описания ситуации, и самое простое, что нужно сделать, это сделать Ось \(x\) декартовой системы координат совмещена с наклонной плоскостью. Вот тот самый физ. ситуация с нарисованной системой координат:

    Это означает, что компоненты гравитационной силы выровнены (параллельны) одной из осей система координат. На рисунках показано, что угол между горизонталью и наклоном равен также угол между силой тяжести и ее составляющей, перпендикулярной наклонной плоскости (это нормально для самолета). Используя этот угол и тот факт, что компоненты образуют часть прямоугольного треугольника мы можем вычислить компоненты с помощью тригонометрии:

    Используя тригонометрию, компоненты определяются как: \начать{выравнивать*} {F}_{gx} & = {F}_g\sin(\theta)\\ {F}_{gy} & = {F}_g\cos(\theta) \конец{выравнивание*}

    Рабочий пример 6: Компоненты силы тяжести

    Блок на наклонной плоскости испытывает силу тяжести, \(\vec{F}_g\) из \(\text{137}\) \(\text{N}\) прямо вниз. Если склон наклонен в \(\text{37}\)\(\text{°}\) к горизонтальной, чему равна составляющая силы тяжести, перпендикулярная и параллельная склон?

    Компоненты

    Мы знаем, что для блока на склоне мы можем преобразовать силу тяжести \(\vec{F}_g\) в компоненты параллельны и перпендикулярны склону. \начать{выравнивать*} {F}_{gx} & = {F}_g\sin(\theta)\\ {F}_{gy} & = {F}_g\cos(\theta) \конец{выравнивание*}

    Расчеты

    Эта задача проста, так как мы знаем, что склон наклонен под углом \(\текст{37}\)\(\текст{°}\). Это тот самый угол, который мы должны использовать для расчета компонентов, поэтому: \начать{выравнивать*} {F}_{gx} & = {F}_g\sin(\theta)\\ & = (\текст{137})\sin(\текст{37}\текст{°})\\ & = \текст{82,45}\текст{N} \конец{выравнивание*} \начать{выравнивать*} {F}_{gy} & = {F}_g\cos(\theta)\\ & = (\текст{137})\cos(\текст{37}\текст{°})\\ & = \текст{109,41}\text{ N} \конец{выравнивание*}

    Окончательный ответ

    Компонент \(\vec{F}_g\), перпендикулярный наклону, равен \(\vec{F}_{gy}\)=\(\text{109,41}\) \(\text{N}\) в отрицательном \(y\)-направлении.

    Компонент \(\vec{F}_g\), перпендикулярный наклону, равен \(\vec{F}_{gx}\)=\(\text{82,45}\) \(\text{N}\) в отрицательном \(x\)-направлении.

    9Учебник 1580 г. Упражнение 2.2

    На брусок на наклонной плоскости действует сила тяжести, \(\vec{F}_g\) \(\text{456}\) \(\text{N}\) прямо вниз. Если склон имеет уклон \(\text{67,8}\)\(\text{°}\) к горизонтали, какова составляющая силы силе тяжести перпендикулярно и параллельно склону?

    Мы знаем, что для блока на склоне мы можем определить силу гравитации, \(\vec{F}_g\) на составляющие, параллельные и перпендикулярные склону. \начать{выравнивать*} {F}_{gx} & = {F}_g\sin(\theta)\\ {F}_{gy} & = {F}_g\cos(\theta) \end{выравнивание*}

    Склон наклонен под углом \(\text{67,8}\)\(\text{°}\). Это тот самый угол нам нужно использовать для расчета компонентов, поэтому:

    \начать{выравнивать*} {F}_{gx} & = {F}_g\sin(\theta)\\ & = (\текст{456})\sin(\текст{67,8}\текст{°})\\ & = \текст{422,20}\текст{N} \конец{выравнивание*} \начать{выравнивать*} {F}_{gy} & = {F}_g\cos(\theta)\\ & = (\текст{456})\cos(\текст{67,8}\текст{°})\\ & = \текст{172,30}\текст{N} \конец{выравнивание*}

    Компонент \(\vec{F}_g\), перпендикулярный наклону, равен \(\vec{F}_{gy}\)=\(\text{172,30}\) \(\text{N}\) в отрицательном \(y\)-направлении.

    Компонент \(\vec{F}_g\), перпендикулярный наклону, равен \(\vec{F}_{gx}\)=\(\text{422,20}\) \(\text{N}\) в отрицательном \(x\)-направлении.

    На брусок, лежащий на наклонной плоскости, действует сила тяжести \(\vec{F}_g\) \(\text{456}\) \(\text{N}\) прямо вниз. Если составляющая силы тяжести параллельна наклону \(\vec{F}_{gx}\)=\(\text{308,7}\) \(\text{N}\) в минусе \(x\)-направление (вниз по склону), чему равен наклон склона?

    Мы знаем, что для блока на склоне мы можем вычислить силу тяжести, \(\vec{F}_g\) на составляющие, параллельные и перпендикулярные склону. \начать{выравнивать*} {F}_{gx} & = {F}_g\sin(\theta)\\ {F}_{gy} & = {F}_g\cos(\theta) \end{align*}

    Нам дана горизонтальная составляющая силы тяжести и сила тяжести. Мы можем использовать эти, чтобы найти наклон склона:

    \начать{выравнивать*} {F}_{gx} & = {F}_g\sin(\theta)\\ \text{308,7} & = (\text{456})\sin \тета\\ \sin \theta & = \text{0,6769} \ldots \\ \тета & = \текст{42,61}\текст{°} \конец{выравнивание*}

    Уклон имеет наклон \(\text{42,61}\)\(\text{°}\).

    Нахождение равнодействующей силы (ESBKQ)

    Самый простой способ определить результирующую силу — нарисовать диаграмму свободного тела. Помните из главы 1 мы используем длину стрелки, чтобы указать величину вектора и направление стрелка, чтобы показать, в каком направлении он действует.

    После того, как мы сделали это, у нас есть диаграмма векторов, и мы просто находим сумму векторов, чтобы получить результирующая сила.

    Рисунок 2.4: а) Силовая диаграмма двух сил, действующих на коробку. (b) Диаграмма свободного тела ящика.

    Например, два человека толкают коробку с противоположных сторон с силой \(\text{4}\) \(\text{N}\) и \(\text{6}\) \(\text{N}\) соответственно, как показано на рисунке 2.4 (а). Диаграмма свободного тела на рис. 2.4. (b) показывает объект, представленный точкой, а две силы представлены стрелками с хвостиками. вовремя.

    Как видите, стрелки указывают в противоположных направлениях и имеют разную длину. Результирующая сила это \(\text{2}\) \(\text{N}\) слева. Этот результат можно получить и алгебраически, так как два силы действуют по одной линии. Сначала, как при движении в одном направлении, выбираем систему отсчета. Во-вторых, добавьте два вектора, принимая во внимание их направления.

    Например, предположим, что положительное направление — вправо, тогда:\begin{align*} F_R & = (\текст{4}) + (-\текст{6}) \\ & = -\текст{2} \\ & = -\text{2}\text{ N}\ \text{влево.} \конец{выравнивание*}

    Помните, что отрицательный ответ означает, что сила действует в направлении, противоположном направлению что вы решили быть положительным. Вы можете выбрать положительное направление быть любым, каким ты хочешь, но как только вы его выбрали, вы должны последовательно использовать его для решения этой задачи.

    По мере того, как вы будете работать с большим количеством диаграмм сил, на которых силы точно уравновешены, вы можете заметить, что вы получаете нулевой ответ (например, \(\text{0}\) \(\text{N}\)). Это просто означает, что силы уравновешены и результат равен нулю.

    После того, как силовая диаграмма будет построена, методы сложения векторов, представленные в главе 1 можно использовать. В зависимости от ситуации вы можете использовать графическую технику, такую ​​как метод «хвост к голове» или метод параллелограмма, или же алгебраический подход для определения результирующий. Поскольку сила является векторной величиной, применимы все эти методы.

    Хорошая стратегия:

    • разложить все силы на составляющие, параллельные направлениям \(x\) и \(y\);
    • вычислить результирующую в каждом направлении, \(\vec{R}_x\) и \(\vec{R}_y\), используя коллинеарные векторы; и
    • используйте \(\vec{R}_x\) и \(\vec{R}_y\) для вычисления результата, \(\vec{R}\).

    Рабочий пример 7: Нахождение равнодействующей силы

    Автомобиль (испытывающий гравитационную силу величины \(\text{12 000}\) \(\text{N}\) и нормальной силы той же величины) прикладывает силу \(\text{2 000}\) \(\text{N}\) к прицеп (испытывает силу гравитации величиной \(\text{2 500}\) \(\text{N}\) и нормальная сила той же величины). Постоянная сила трения величины \(\text{200}\) \(\text{N}\) действует на прицеп, и постоянная сила трения величины \(\text{300}\) \(\text{N}\) действует на автомобиль.

    1. Нарисуйте диаграмму всех сил, действующих на автомобиль.

    2. Нарисуйте диаграмму всех сил, действующих на прицеп.

    3. Используйте диаграмму сил, чтобы определить результирующую силу, действующую на прицеп.

    Начертите силовую диаграмму автомобиля.

    Вопрос просит обратить все силы на машину. Это означает, что мы должны включить горизонтальные и вертикальные силы.

    Определите результирующую силу, действующую на прицеп.

    Чтобы найти результирующую силу, нам нужно сложить все горизонтальные силы вместе. мы не добавляем вертикальные силы, так как движение автомобиля и прицепа будет происходить в горизонтальном направлении, а ни вверх, ни вниз. \({F}_{R}=\text{2 000}+\left(-\text{200}\right)=\text{1 800} \text{N к Правильно}\).

    Моделирование: 23х5

    Силы и движение

    Учебник Упражнение 2.3

    Начертите обозначенную диаграмму сил, чтобы определить все силы, действующие на тележка.

    Где:

    \начать{выравнивать*} \vec{F}_{f} & \text{ сила трения} \\ \vec{F}_{A} & \text{приложенная сила} \\ \vec{F}_{g} & \text{ гравитационная сила} \\ \vec{N} и \text{нормальная сила} \конец{выравнивание*}

    Нарисуйте диаграмму свободного тела всех сил, действующих на тележку.

    Где:

    \начать{выравнивать*} \vec{F}_{f} & \text{ сила трения} \\ \vec{F}_{A} & \text{приложенная сила} \\ \vec{F}_{g} & \text{ гравитационная сила} \\ \vec{N} и \text{нормальная сила} \конец{выравнивание*}

    Определите результирующую силу, действующую на тележку.

    Нормальная сила и гравитационная сила уравновешены и не производят результирующей силы на тележке.

    Нам нужно определить результирующую силу, используя силу трения и приложенную сила. Мы выбираем вправо как положительное и предполагаем, что приложенная сила равна приложена вправо, а сила трения действует влево.

    \начать{выравнивать*} \vec{F}_{R} & = \vec{F}_{f} + \vec{F}_{A} \\ & = -\текст{20} + \текст{75} \\ & = \text{55}\text{ N} \text{ вправо} \конец{выравнивание*}

    Нарисуйте диаграмму свободного тела всех сил, действующих на осла.

    Нарисуйте диаграмму всех сил, действующих на тележку.

    Где:

    \начать{выравнивать*} \vec{F}_{f} & \text{ сила трения} \\ \vec{F}_{2} & \text{ сила телеги на осле} \\ \vec{F}_{g} & \text{ гравитационная сила} \\ \vec{N} и \text{нормальная сила} \конец{выравнивание*}

    Найти величину и направление силы трения, препятствующей движению тележки. движущийся.

    Тележка не движется, так что это только статическое трение. Отметим, что фрикционная сила действует только в направлении \(x\) и будет равна компоненте \(x\) сила, приложенная ослом. Направление будет противоположным что осел тянет. Сила трения:

    \начать{выравнивать*} \vec{F}_{f} & = F_{A}\cos\theta\\ & = \text{400} \cos(\text{30}) \\ & = \text{346,41}\text{ N} \text{ в направлении, противоположном приложенной силе} \конец{выравнивание*}

    типов трения Рона Куртуса

    SfC Home > Physics > Force > Friction >

    Рон Куртус

    Существует три основных типа трения : скольжение , качение и жидкость трение. Каждый может находиться в статическом (стационарном) или кинетическом (движущемся) режиме. Трение скольжения и качения связано с перемещением объекта по поверхности другого объекта. При трении скольжения и качения один или оба объекта могут быть твердыми или мягкими.

    Жидкое трение может относиться к смазке между объектами, а также к сопротивлению между слоями жидкости.

    Примечание : Некоторые источники утверждают, что существует четыре типа трения: статическое, скольжение, трение качения и жидкость. Однако они упускают из виду тот факт, что и трение качения, и жидкостное трение также могут находиться в статическом режиме трения.

    У вас могут возникнуть следующие вопросы:

    • Что такое трение скольжения?
    • Каковы факторы трения качения?
    • Каковы причины жидкостного трения?

    Этот урок ответит на эти вопросы. Полезный инструмент: Преобразование единиц



    Трение скольжения

    Когда два сухих твердых объекта соприкасаются и прикладывается сила для скольжения одного объекта по другому, трение скольжения сопротивляется движению. Поверхности обычно относительно плоские, хотя часто видны неровности поверхности.

    ( Примечание : Если один или оба объекта мокрые, происходит смазка и трение уменьшается. Эта ситуация является частью жидкостного трения , как будет объяснено позже.)

    Пример трения скольжения

    Статическая

    Если толкающая сила F меньше силы сопротивления трения F r (записывается как 81 F < F r), движение, а объекты остаются неподвижными по отношению друг к другу. В этом случае трение считается статическое трение , что означает, что он не движется.

    Кинетическая

    Если толкающая сила F больше, чем сила трения F r (записывается как F > F r ), то объект будет скользить или двигаться. Трение считается кинетическим трением , что означает движущееся трение.

    Статическое трение больше кинетического

    Что интересно, так это то, что статическое трение, которое удерживает объект на месте, больше, чем кинетическое трение, замедляющее движущийся объект. Другими словами, как только вы начинаете движение объекта, трение уменьшается на из-за статического трения, удерживающего объект на месте.

    Вы видели это, когда пытались сдвинуть тяжелую коробку по полу. Может быть очень трудно двигаться, но как только он начнет скользить, его будет легче толкнуть.

    Причины трения скольжения

    Причинами трения скольжения являются молекулярное притяжение или сцепление между материалами, шероховатость поверхности материалов и сопротивление деформации в случае мягких материалов.

    Трение качения

    Когда колесо или шар находятся в контакте с твердой поверхностью и к колесу приложена сила, трение статического электричества предотвратит скольжение колеса. Вместо этого колесо начнет катиться. Как только колесо начинает катиться, вступает в действие другой тип трения. Трение качения — это сила сопротивления, которая замедляет движение колеса по другой твердой поверхности. Оно отличается от статического или кинетического трения. Большая часть трения качения вызвана сцеплением между поверхностями.

    Начинает прокатку

    Когда к колесу приложена сила, недостаточная для преодоления статической силы трения, колесо начнет катиться.

    Дополнительную информацию см. в разделе Роль трения в начале вращательного движения. )

    Если сила превышает статическое сопротивление, колесо будет скользить или вращаться. Он также будет катиться, но не с такой скоростью, как при трении покоя.

    Хорошим примером этого является ускорение автомобиля на мокром асфальте. Слишком сильное нажатие на педаль акселератора вызовет пробуксовку колес, и автомобиль не будет двигаться вперед так же быстро, как если бы вы меньше нажимали на педаль газа.

    Замедляет вращение

    Когда колесо катится, трение в точке контакта с другой поверхностью замедляет движение колеса. Обычно трение качения намного меньше трения скольжения. Колесо может катиться некоторое расстояние, прежде чем замедлится и остановится.

    Но бывают ситуации, когда трение качения может быть большим. Попытка прокатиться на велосипеде по рыхлой грязи — это пример того, как трение сильно замедляет качение.

    Трение качения меньше трения скольжения

    Преимущество трения качения заключается в том, что сила сопротивления намного меньше силы трения скольжения.

    Когда в Древнем Египте строили Великие пирамиды, они использовали бревна в качестве катков под гигантскими блоками гранита вместо того, чтобы пытаться скользить камни по земле.

    Катки уменьшают трение при перемещении гранитной глыбы

    Причины трения качения

    Причины трения качения аналогичны трению скольжения. Это молекулярное притяжение или адгезия между материалами, шероховатость поверхности материалов и сопротивление деформации в случае мягких материалов.

    Жидкое трение

    Когда твердый объект находится в контакте с жидкостью, такой как жидкость или газ, и к объекту или к жидкости прилагается сила, возникает сила трения, которая сопротивляется движению. Примерами жидкостного трения являются вода, протекающая через шланг, самолет, летящий в атмосфере, и масло, смазывающее движущиеся части.

    Статические и кинетические

    Если вязкость или густота жидкости велики, движение может отсутствовать из-за статического трения. Одним из примеров является попытка прокачать тяжелую смазку через шланг. Вам нужно приложить большое давление, чтобы, наконец, разрушить статическое трение и начать движение смазки.

    Когда жидкость движется по шлангу или объект движется по жидкости, сопротивление считается кинетическим трением. Смазка по-прежнему будет двигаться намного медленнее, чем жидкость с низкой вязкостью, например вода.

    Обратите внимание, , что также возможно иметь жидкостное трение с перемещением одной жидкости в контакте с другой жидкостью. Этот предмет обычно классифицируется как часть гидродинамики и не входит в рамки наших уроков.

    Причины жидкостного трения

    Причинами жидкостного трения являются эффекты турбулентности из-за шероховатости и деформации поверхности, молекулярное притяжение или сцепление между материалами и сопротивление деформации жидкости. Это сопротивление деформации называется его вязкостью.

    Резюме

    Трение — это сила, препятствующая движению объекта, находящегося в контакте с другим объектом или материалом. Различают трение скольжения, качения и жидкостное трение. Когда объекты не двигаются, трение называется статическим. Когда они движутся, трение называется кинетическим. Причиной трения является сочетание молекулярной адгезии, шероховатости поверхности и эффектов деформации.


    Не позволяйте резистивным силам других, замедляющих вас,


    Ресурсы и ссылки

    Рон Куртус. Школа чемпионов может получать комиссионные от покупки книг)

    Книги с самым высоким рейтингом по науке о трении

    Книги с самым высоким рейтингом по экспериментам с трением


    Поделиться этой страницей

    Нажмите кнопку, чтобы добавить эту страницу в закладки или поделиться ею через Twitter, Facebook, электронную почту или другие службы:


    Студенты и исследователи

    Веб-адрес этой страницы:
    www.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.