Трение скольжения и трение покоя: Ошибка 404. Страница не найдена • Онлайн-школа «Фоксфорд» — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Трение покоя

Наблюдения показывают, что сила трения покоя всегда направлена противоположно действующей на тело внешней силе, стремящейся привести это тело в движение. До определенного момента сила трения покоя увеличивается с возрастанием внешней силы, уравновешивая последнюю. Максимальное значение силы трения покоя пропорционально модулю силы F_д давления, производимого телом на опору.

По третьему закону Ньютона сила F_д давления тела на опору равна по модулю силе N реакции опоры. Поэтому максимальная сила трения покоя пропорциональна силе реакции опоры. Для модулей этих сил справедливо следующее соотношение:

F_п=f_пN, (2.19)

где f_п — безразмерный коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом трения покоя. Значение этого коэффициента зависит от м атериала и состояния трущихся поверхностей.

Определить значение коэффициента трения покоя можно следующим образом.

Пусть тело (плоский брусок) лежит на наклонной плоскости АВ (рис. 23). На него действуют три силы: сила тяжести F, сила трения покоя F_п и сила реакции опоры N. Нормальная составляющая F_п силы тяжести представляет собой силу давления F_д, производимого телом на опору, т. е.

F_Н=F_д. (2.20)

Тангенциальная составляющая F_т силы тяжести представляет собой силу, стремящуюся сдвинуть тело вниз по наклонной плоскости.

При малых углах наклона a сила F_т уравновешивается силой трения покоя F_п и тело на наклонной плоскости покоится (сила N реакции опоры по третьему закону Ньютона равна по модулю и противоположна по направлению силе F

д, т. е. уравновешивает ее).

Будем увеличивать угол наклона a до тех пор, пока тело не начнет скользить вниз по наклонной плоскости. В этот момент

F_т=F_пmax (2.21)

Подставив в формулу (2. 19) выражения (2.20) и (2.21), получим

f_п=F_т/F_н (2.22)

Из рис. 23 видно, что

F_т=Fsin = mg sin; F_н=Fcos = mg cos.

Подставив эти значения F_т И F_н в формулу (2.22), получим

f_н=sin/cos=tg. (2.23)

Измерив угол , при котором начинается скольжение тела, можно по формуле (2.25) вычислить значение коэффициента трения покоя f_п.

Трение скольжения возникает при скольжении одного твердого тела по поверхности другого. Закон для трения скольжения имеет вид

F_c= f_cN, (2.24)

где F_c — модуль силы трения скольжения; f_c — безразмерный коэффициент трения скольжения; N — модуль силы реакции опоры. Значение f_c зависит от того, из каких веществ изготовлены трущиеся поверхности и от качества их обработки. Если сделать поверхности более гладкими, значение f

c уменьшится.

Однако уменьшать шероховатость поверхностей можно лишь до определенного предела, так как при очень гладких (например, полированных) поверхностях значение f_c вновь увеличивается. Происходит это потому, что молекулы тел с гладкими поверхностями близко подходят друг к другу и силы молекулярного притяжения между ними вызывают «прилипание» тел, препятствующее их скольжению. Трение качения возникает при качении (без скольжения) твердых тел круглой формы по поверхности других твердых тел.

П ричина появления трения качения заключается в следующем. Под действием силы тяжести круглое твердое тело (например, шар или колесо), находящееся на плоской поверхности, деформируется, вследствие чего оно опирается не на одну точку, а на площадку больших или меньших размеров. Это приводит к тому, что, когда тело начинает катиться, точка А приложения реакции опоры смещается немного вперед от вертикали, проходящей через центр тяжести тела, а линия действия силы реакции опоры R отклоняется немного назад от этой вертикали (рис.

24). При этом нормальная составляющая R_н = N реакции опоры компенсирует силу тяжести F (т.е. R_н =-F), а не скомпенсированная тангенциальная составляющая R_т реакции опоры направлена против движения тела и играет роль силы трения качения F_к. Модуль силы трения качения F_к определяют по закону

F_к = K_к·N/r (2.25)

где K_к-безразмерный коэффициент трения качения; N=R_н — модуль нормальной составляющей силы реакции опоры; r — радиус катящегося тела.

Если мы сравним между собой коэффициенты всех видов внешнего трения для каких-либо двух материалов, из которых изготовлены соприкасающиеся тела, то увидим, что f_п>f_c>K_k, т. е. при прочих равных условиях наибольшим является трение покоя, а наименьшим — трение качения.

Сила трения. Трение покоя. Трение в природе и технике. | План-конспект урока по физике (7 класс):

«Сила трения. Трение покоя. Трение в природе и технике»

Цель урока: обеспечить усвоение знаний о понятиях силы трения и силы покоя; формировать практическое умение использовать знания о силе трения для решения задач; обеспечить усвоение знаний об использовании трения в природе и технике.

Этап урока	Деятельность учителя	Деятельность обучающихся
Организационный момент	Приветствие. Проверка готовности учащихся к уроку.	Настраиваются на учебную деятельность.
Проверка Д/З
Актуализация знаний	Организует беседу по вопросам: – Почему нельзя переходить дорогу близко идущим автомобилем? – Что общего между гвоздем, вбитым в доску, и завязанными шнурками? Вопрос постановки учебной задачи: – Что вы знаете о силе трения? Нужно ли изучать это понятие? Формулирует учебную задачу: – Изучить понятие силы трения.	Отвечают на вопросы: – Потому что водителю не хватит времени, чтобы затормозить. – Они оба испытывают на себе силу трения. Осознают важность решения поставленной учебной задачи.
Постановка цели и задач урока	Сообщает тему урока. – внимательно прочитайте тему урока. Как бы вы сформулировали задачи урока, исходя из темы? Чему вы хотели бы научиться?	Записывают в тетрадь тему урока.
Создание проблемной ситуации. Изучение нового материала	Объясняет суть понятия «сила трения» и организовывает обсуждение проблемного вопроса. При соприкосновении одного тела с другим возникает взаимодействие, препятствующее их относительному движению, которое называется трением. А силу, характеризующую это взаимодействие, называют силой трения. , где – коэффициент трения. Проблемный вопрос: – Какова причина возникновения силы трения? Сообщает причины возникновения трения и просит учащихся предложить примеры, которые бы это подтверждали. Когда одно тело скользит или катится по поверхности другого, эти неразрывности цепляются друг за друга, что создает некоторую силу, задерживающую движение. Взаимное притяжение молекул соприкасающихся тел. Объясняет учащимся. Силу трения можно уменьшить во много раз, если ввезти между трущимися поверхностями смазку. При скольжении одного тела по поверхности другого возникает трение, которое называется трением скольжения. Если одно тело не скользит, а катится по поверхности другого, то трение, возникающее при этом, называют трением качения. Чем больше сила, прижимающая тело к поверхности, тем больше возникающая при этом сила трения. При равных нагрузках сила трения качения всегда меньше силы трения скольжения. Организовывает обсуждение проблемного вопроса. – Почему если на шкаф, который стоит на полу, слабо нажать, он не тронется с места? Вместе с классом делает вывод, что существует сила трения покоя. Пример: сила трения покоя удерживает гвоздь, вбитый в доску; не дает развязаться банту на ленте; удерживает нитку, которой сшиты два куска ткани. Организовывает обсуждение проблемного вопроса. — Терние – польза или вред для жизнедеятельности человека? Объясняет, что трение может быть полезным и вредным. Без трения покоя ни люди, ни животные не могли бы ходить по земле, т.к. при ходьбе мы отталкиваемся ногами от земли. Не будь трения, предметы выскальзывали бы у нас из рук. Сила трения останавливает автомобиль. Объясняет использование в технике подшипников скольжения. Во всех машинах из-за трения нагреваются и изнашиваются движущиеся части.	Слушают учителя и задают уточняющие вопросы. Принимают участие в обсуждении проблемного вопроса. Делают записи в рабочей тетради. Принимают участие в обсуждении проблемного вопроса. Принимают участие в обсуждении проблемного вопроса. Делают записи в тетради.
Закрепление изученного материала	Организует самостоятельную работу. Задание №1. Чтобы передвинуть шкаф, надо приложить к нему горизонтальную силу 300 Н. чему равен коэффициент трения между шкафом и полом, если масса шкафа равна 120 кг? Задание №2. Для чего смычок перед игрой на скрипке натирают канифолью?	Самостоятельно решают задачи. 1. , 2. Для увеличения силы трения.
Подведение итогов урока	Организует подведение итогов урока обучающимися. – Каких успехов я добился сегодня на уроке?	Подводят итоги своей работы на уроке.
Домашнее задание	§32-34, Карточка с задачей: Два человека тянут груз, прикладывая горизонтальные силы Н и Н, направленные вдоль одной прямой. Каким может быть модуль равнодействующей R этих сил? Рассмотрите все возможные случаи и изобразите на рисунке все горизонтальные силы, действующие на груз.	Записывают домашнее задание.