Виды сил трения
☰
Выделяют три вида сил трения: трение скольжения, трение качения и трение покоя.
Сила трения скольжения возникает, когда одно тело перемещается по поверхности другого. Чем больше вес тела, и чем больше коэффициент трения между данными поверхностями (коэффициент зависит от материала, из которого сделаны поверхности), тем больше сила трения скольжения.
Сила трения скольжения не зависит от площади соприкасающихся поверхностей. При движении брусок, лежащий на своей большой по площади грани, будет иметь такую же силу трения скольжения, как если его положить на самую маленькую грань.
Основная причина возникновения силы трения скольжения — мельчайшие неровности поверхностей двух тел. Ими тела цепляются друг за друга при движении. Если бы не было силы трения скольжения, то тело, приведенное в движение кратковременным действием на него силы, продолжало бы двигаться равномерно. Однако, поскольку сила трения скольжения существует, и она направлена против движения тела, то тело постепенно останавливается.
Вторая причина возникновения силы трения скольжения — межмолекулярные взаимодействия на соприкасающихся поверхностях двух тел. Данное взаимодействие может возникнуть только на очень гладких, хорошо отполированных поверхностях. Молекулы разных тел оказываются очень близко друг к другу и притягиваются. Из-за этого движение тела тормозится.
Сила трения качения возникает, когда по поверхности одного тела, перекатывается другое, обычно круглой формы. Например, катятся колеса транспортных средств на дороге, перевернутая на бок бочка с пригорка, шарик по полу.
Сила трения качения намного меньше силы трения скольжения. Вспомните, большую сумку легче вести на колесиках, чем волоком тащить по земле. Причина кроется в разном способе контакта между движущимся телом и поверхностью. При качении колесо как бы вдавливает, подминает под себя поверхность, отталкивается от нее. Катящемуся колесу не приходится цеплять множество мелких неровностей поверхности, как при скольжении тел.
Чем тверже поверхность, тем меньше сила трения качения. Например, по песку ехать на велосипеде труднее, чем по асфальту, так как на песке приходится преодолевать большую силу трения качения. Это связано с тем, что отталкиваться от твердых поверхностей легче, они не сильно вдавливаются. Можно сказать, что сила, которая действует со стороны колеса на твердую поверхность, не расходуется на деформацию, а почти вся возвращается в виде силы нормальной реакции опоры.
Сила трения покоя окружает нас повсеместно. Все предметы, которые лежат на других телах, удерживаются силой трения покоя. Силы трения покоя даже хватает, чтобы удерживать предметы на наклоненных поверхностях. Например, человек может стоять на склоне холма, брусок неподвижно лежать на слегка наклоненной линейке. Кроме того, благодаря силе трения покоя возможны такие формы движения, как ходьба и езда. В этих случаях происходит «сцепление» с поверхностью за счет силы трения покоя, в результате появляется возможность отталкиваться от поверхности.
Причины силы трения покоя такие же, как у силы трения скольжения.
Сила трения покоя возникает, когда пытаются сдвинуть стоящее тело. Пока сила, пытающаяся двигать тело, меньше силы трения покоя, тело будет оставаться на месте. Как только эта сила превысит определенную максимальную силу трения покоя для данных двух тел, одно тело начнет двигаться относительно другого, и на него уже будет действовать сила трения скольжения или качения.
В большинстве случаев максимальная сила трения покоя немного превосходит силу трения скольжения. Так, чтобы начать двигать шкаф, надо сначала приложить чуть больше усилий, чем прикладывать их, когда шкаф уже двигается. Часто разницей между силами трения покоя и скольжения пренебрегают, считая их равными.
Виды трения | Теория
Причина износа деталей машин — внешнее трение. Согласно ГОСТ 27674-88, внешнее трение — это явление сопротивления относительному перемещению, возникающее между двумя телами в зонах соприкосновения поверхностей по касательным к ним. Трение сопровождается переходом части кинетической энергии в теплоту.
Изнашивание деталей, образующих неподвижные соединения, зависит от силы трения покоя.
Сила трения представляет собой силу сопротивления при относительном перемещении одного тела по поверхности другого под действием внешней силы, тангенциально направленной к общей границе между этими телами.
Для деталей, входящих в подвижное соединение, изнашивание будет зависеть от силы трения движения.
Трение движения — трение двух тел, находящихся в движении относительно друг друга.
По характеру относительного движения трение движения разделяют на трение скольжения и трение качения.
Трение скольжения — кинематическое трение, при котором одна и та же точка одного тела соприкасается со следующими одна за другой точками другого тела.
Трение качения — кинематическое трение, в котором каждая из точек одного тела приходит в соприкосновение только с одной из точек другого тела, а точка их касания является мгновенным центром вращения (подшипники качения, зацепление шестерен и др.).
По характеру протекания процесса различают трение без смазочного материала и со смазочным материалом.
Трение без смазочного материала — трение двух тел при отсутствии на поверхности трения введенного смазочного материала любого вида. Такое трение сопровождается повышением температуры, прочным сцеплением отдельных точек контакта, что вызывает интенсивное разрушение трущихся поверхностей. В условиях такого трения работают диски сцепления, тормозной барабан — колодки, гнездо клапана — клапан, звенья гусениц — пальцы и др.
Смазочный материал — материал, вводимый на поверхность трения для уменьшения силы трения и (или) интенсивности изнашивания. Смазка — действие смазочного материала, в результате которого между двумя поверхностями уменьшается износ, повреждения поверхности и (или) сила трения.
Ответы Mail.ru: какие бывают силы трения
типы: покоя, качения, скольжения По физике взаимодействия трение принято разделять на: сухое, когда взаимодействующие твердые тела не разделены никакими дополнительными слоями/смазками — очень редко встречающийся на практике случай. Характерная отличительная черта сухого трения — наличие значительной силы трения покоя. жидкостное, при взаимодействии тел, разделённых слоем жидкости или газа (смазки) различной толщины — как правило, встречается при трении качения, когда твёрдые тела погружены в жидкость; смешанное, когда область контакта содержит участки сухого и жидкостного трения; граничное, когда в области контакта могут содержатся слои и участки различной природы (окисные пленки, жидкость и т. д. ) — наиболее распространенный случай при трении скольжения. При соприкосновении движущихся (или приходящих в движение) тел с другими телами, а также с частицами вещества окружающей среды возникают силы, препятствующие такому движению. Эти силы называют силами трения. Действие сил трения всегда сопровождается превращением механической энергии во внутреннюю и вызывает нагревание тел и окружающей их среды. Существует внешнее и внутреннее трение (иначе называемое вязкостью) . Внешним называют такой вид трения, при котором в местах соприкосновения твердых тел возникают силы, затрудняющие взаимное перемещение тел и направленные по касательной к их поверхностям. Внутренним трением (вязкостью) называется вид трения, состоящий в том, что при взаимном перемещении. слоев жидкости или газа между ними возникают касательные силы, препятствующие такому перемещению. Внешнее трение подразделяют на трение покоя (статическое трение) и кинематическое трение. Трение покоя возникает между неподвижными твердыми телами, когда какое-либо из них пытаются сдвинуть с места. Кинематическое трение существует между взаимно соприкасающимися движущимися твердыми телами. Кинематическое трение, в свою очередь, подразделяется на трение скольжения и трение качения.
Какие виды трения вы знаете
В природе существует несколько видов трения. В случае касания твердого тела и себе подобным возникает сухое трение, которое делится на:
- Трение покоя;
- Трение скольжения;
- Трение качения.
В случае если твердое тело начинает контактировать с жидкостью или газом, возникает не сухое трение.
Сила трения покоя
Рассмотрим мяч, лежащий на поверхности. На него действуют силы:
- Сила тяжести F, где m– масса тела, а g – ускорение свободного падения, являющееся постоянной величиной.
- Сила реакции опоры N.
http://bit.ly/2BmckSr
Попробуем подействовать на мяч силой , параллельной поверхности, на которой он находится. В результате наш мяч не сдвинулся с места, что говорит о том, что на него также действует еще одна сила. Она называется силой трения покоя, и противоположна по направлению силе, с которой мы действовали на мяч. Она равна по модулю прилагаемой силе.
Таким образом, можно записать следующую формулу:
|Fтр.|=|F|
Так же существует величина, характеризующая зависимость силы трения покоя и силы реакции опоры. Она называется коэффициент трения покоя и обозначается µ0
Максимальное значение силы трения покоя, которая действует на мяч, можно вычислить по формуле:
Fmax=µ0*N
Сила трения скольжения
Приложим к рассматриваемому мячу еще раз силу. На этот раз наш мяч начинает движение вдоль поверхности, на которой он находится. И в этом случае со стороны поверхности на мяч действует сила, которая носит название – сила трения скольжения. Эта сила препятствует тому, чтобы мяч двигался и направлена в сторону, противоположную движению.
Сила трения скольжения также пропорциональна силе реакции опоры:
Fтр.скольж.=µ*N
Сила трения качения
Данный вид трения возникнет при перекатывании мяча к какому-либо другому телу, или при качении его по поверхности. Также как и трение скольжения, оно направлено в сторону, противоположную движению.
Не сухое трение
Данный вид трения возникает в том случае, если твердое тело двигается в жидкой или газообразной среде. Эта сила также направлена в сторону, противоположную движению и препятствует ему. Величина силы сопротивления зависит от скорости, с которой тело движется в среде.
http://bit.ly/2AHubXz
В случае если тело движется с небольшой скоростью, силу сопротивления можно вычислить по следующей формуле:
Fсопротивл.=k*v
k – коэффициент сопротивления, v – значение относительной скорости.
Если же величина относительной скорости имеет достаточно большое значение, то силу сопротивления нужно вычислять по следующей формуле:
Fсопротивл.=k*v2
Сила Трения. Сила Трения. расскажите пожалуйста о природе взаимодействий силы трения
Несмотря на кажущееся многообразие сил в природе, их можно разделить на четыре типа, которые определяют все природные явления: 1. Гравитационные; к ним относятся сила тяжести тяготения. Вид взаимодействия — только притяжение. 2. Электромагнитные силы; к ним относятся: сила упругости, сила трения, сила тяги. Посредством действия этих сил возможно как притяжение, так и отталкивание. Это взаимодействие преобладает внутри вещества и обусловлено взаимодействием молекул и атомов. 3. Ядерные силы; проявляются внутри атомного ядра. 4. Слабые силы; проявляются при взаимодействии элементарных частиц. Природа силы трения — электромагнитная. Это означает, что причиной её возникновения являются силы взаимодействия между частицами, из которых состоит вещество. Второй причиной возникновения силы трения является шероховатость поверхности. Выступающие части поверхностей задевают друг за друга и препятствуют движению тела. Именно поэтому для движения по гладким (полированным) поверхностям требуется прикладывать меньшую силу, чем для движения по шероховатым. Трение принимает участие (и притом весьма существенное) там, где мы о нём даже не подозреваем. Очень красочно о роли трения пишет французский физик Гильом: “Всем нам случалось выходить в гололедицу: сколько усилий требовалось, чтобы удерживаться от падения, сколько смешных движений приходилось нам проделывать, чтобы устоять! Это заставляет нас признать, что земля, по которой мы ходим, обладает драгоценным свойством, благодаря которому мы сохраняем равновесие без особых усилий. Та же мысль возникает у нас, когда мы едем на велосипеде по скользкой мостовой или когда лошадь скользит по асфальту и падает. Изучая подобные явления, мы приходим к открытию тех следствий, к которым приводит трение. Инженеры стремятся устранить его в машинах – и хорошо делают. В прикладной механике о трении говорится, как о крайне нежелательном явлении, и это правильно, однако лишь в узкой специальной области. Во всех прочих случаях мы должны быть благодарны трению: оно дает нам возможность ходить, сидеть и работать без опасения, что книги и чернильница упадут на пол. Трение представляет настолько распространенное явление, что нам, за редким исключением, не приходится призывать его на помощь: оно является к нам само. Трение способствует устойчивости. Плотники выравнивают пол так, что столы и стулья остаются там, куда их поставили. Блюда, стаканы, поставленные на стол, остаются неподвижными без особых забот с нашей стороны, если только дело не происходит на пароходе во время качки. Вообразим, что трение может быть устранено совершенно. Тогда никакие тела, будь они величиной с каменную глыбу или малы, как песчинки, никогда не удержится одно на другом. Не будь трения, Земля представляла бы шар без неровностей, подобно жидкой капли”. Особенности сил трения: -возникают при соприкосновении; -действуют вдоль поверхности; -всегда направлены против направления движения тела. Можно выделить три вида сил трения: 1.Трения скольжения (санки) 2.Трения качения (колёса) 3.Трения покоя (для того чтобы сдвинуть с места любое тело, необходимо приложить какую-либо силу) Сила трения покоя – это сила, которая проявляется между соприкасающимися поверхностями тел, неподвижных относительно друг друга.
