(Вывод: Сила трения прямо пропорционально зависит от силы, придавливающей тело к поверхности). Дано ответов: 2. Правильный ответ. При смазке поверхностей. Смазка уменьшает силу трения потому, что трение скольжения между твердыми поверхностями (сухое трение) заменяется на силу трения скольжения между слоями жидкости, которая несоизмеримо ниже первой (в десятки раз). Пример заданий: Как можно уменьшить трение: 1. прижать тела друг к другу, отполировать поверхности 2. смазать поверхности соприкасающихся тел, отполировать поверхности 3. смазать поверхности соприкасающихся тел, сгладить поверхности. Трение вредно, когда.
Урок по физике в 7 классе по теме "Сила трения" | Конончук Николай Иванович. Работа №326071
Выполняют эксперименты в группах. Группа 1. Сравнение сил трения скольжения, качения и веса тела. Приборы и материалы: динамометр, брусок деревянный, набор грузов с двумя крючками, карандаши круглые — 2 шт. Порядок выполнения работы: Определите цену деления шкалы динамометра. Измерьте вес бруска с двумя грузами при помощи динамометра. Результат измерения запишите в тетрадь. Измерьте максимальную силу трения покоя бруска по столу. Для этого положите брусок на стол, а на брусок — два груза. К бруску прицепите динамометр и приведите брусок с грузами в движение.
Запишите показание динамометра, соответствующее началу движения бруска. Измерьте силу трения скольжения бруска с грузами по столу. Для этого перемещайте брусок с грузами равномерно по столу при помощи динамометра.
Оно минимально при трении покоя, но не исключает возможного схватывания поверхностей между собой.
Наибольший износ наблюдается при скольжении. Изнашивание трущихся поверхностей выражается в появлении царапин, глубоких борозд и задиров, в выкрашивании или растрескивании материала, в местном налипании и переносе частиц одного объекта на тело другого. Все эти явления и противодействие им изучает наука «трибология» и дисциплина «триботехника». Различают несколько вариантов изнашивания при трении: коррозионно-механическое — при химическом взаимодействии объектов с агрессивной средой и появлении очагов коррозии; адгезионное — при схватывании поверхностей, разделение которых приводит к местным разрушениям в т.
Трение и износ при трении — прогнозируемые величины. Их учитывают при проектировании и конструировании деталей и узлов, выражая в численных формах.
Опытным путём установлено, что сила трения зависит от силы давления тел друг на друга силы реакции опоры , от материалов трущихся поверхностей, от скорости относительного движения и не зависит от площади соприкосновения. Это можно объяснить тем, что никакое тело не является абсолютно ровным. Поэтому истинная площадь соприкосновения гораздо меньше наблюдаемой. Кроме того, увеличивая площадь, мы уменьшаем удельное давление тел друг на друга. Она зависит от природы и качества обработки трущихся поверхностей. Кроме того, коэффициент трения зависит от скорости. Впрочем, чаще всего эта зависимость выражена слабо, и если большая точность измерений не требуется, то «k» можно считать постоянным. В первом приближении величина силы трения скольжения может быть рассчитана по формуле: , где — сила нормальной реакции опоры.
Чему равна сила тяги, если сила сопротивления движению равна 0,04 от веса автомобиля? Ответ: 900 Н. Задание на извлечение информации из текста О природе трения Когда речь идет о трении, различают три физических явления: сопротивление при движении тела в жидкости или газе жидкое трение ; сопротивление, возникающее, когда тело скользит по какой-нибудь поверхности трение скольжения, или сухое трение ; сопротивление, возникающее при качении одного тела по поверхности другого трение качения. Первые исследования трения, о которых мы знаем, были проведены Леонардо да Винчи примерно 500 лет назад. Он измерял силу трения, действующую на деревянные бруски в форме прямоугольных параллелепипедов , скользящие по доске, причём, ставя бруски на разные грани, определял зависимость силы трения от площади опоры. Вот три закона, которые нашли свое дальнейшее подтверждение: Величина силы трения F прямо пропорциональна величине силы нормального давления N тела на поверхность. Сила трения не зависит от площади контакта между поверхностями.
Коэффициент трения зависит от свойств трущихся поверхностей. Амонтон и Кулон объясняли происхождение трения довольно просто. Обе поверхности неровные они покрыты небольшими горбами и впадинами см. При движении выступы цепляются друг за друга. Для того чтобы втащить тело на «горб», к нему нужно приложить определённую силу. Если выступ больше, то и сила нужна побольше.
Тест по теме "Сила трения" 7 класс физика
| Трение и смазка в механических передачах | Слой смазки разъединяет поверхности трущихся тел, заполняет трещины. |
| 3.10. Трение покоя и трение скольжения — Физика-онлайн | Опытным путём установлено, что сила трения зависит от силы давления тел друг на друга (силы реакции опоры), от материалов трущихся поверхностей, от скорости относительного движения, но не зависит от площади соприкосновения[1]. |
Сила трения
Шероховатости на поверхностях тел — первая причина появления силы трения Существует еще одна причина, по которой появляется сила трения. Опыт показал, что если начать устранять неровности на поверхностях трущихся тел, тщательно шлифуя их, то вначале сила трения, как и ожидается, будет уменьшаться. Но когда поверхности тел будут приближаться к идеально гладким, сила трения резко возрастет, тела начнут буквально прилипать друг к другу. Это происходит потому, что молекулы идеально гладких поверхностей начинают располагаться настолько близко друг к другу, что между ними начинают действовать силы взаимного притяжения. Когда поверхности неровные, то только некоторые атомы, которые очень близко находятся друг к другу, взаимодействуют Рис. Когда поверхности выравниваются, то взаимодействующих атомов становится намного больше На практике чаще всего приходится сталкиваться с силой трения, вызванной шероховатостями на поверхностях тел. Рассмотрим различные виды трения. Заставим брусок скользить по поверхности стола, действуя на него горизонтально направленной силой. Сила трения скольжения возникает при скольжении одного тела по поверхности другого. Для измерения этой силы воспользуется динамометром.
Если перемещать тело равномерно, то сила упругости пружины динамометра то есть показания прибора будет равняться силе трения скольжения, действующей на брусок со стороны стола. Силу трения можно увеличить, положив на брусок нагрузку например, гирю или другой брусок. Измерение силы трения Оказывается, что силу трения скольжения можно изменить, изменив материал трущихся поверхностей или способ их обработки шлифовка, полировка, или, наоборот, создание искусственной шероховатости, как на подошвах спортивной обуви или на автомобильных покрышках. Например, положив на стол под бруски наждачную бумагу можно заметить значительное увеличение силы трения.
И преодолеть эту силу давления можно только в том случае, если на тело оказывается воздействие другой силы, которая больше, чем статическое трение покоя, и направлена параллельно поверхности тел и перпендикулярно силе, направленной вниз. Таким образом, кратко нанося удары по застрявшему топору, мы заставляем его выйти из состояния покоя воздействием весьма существенной и кратковременной силы, которая превышает его статическое трение покоя об полено. При этом воздействующие удары могут быть направлены как параллельно тянущей силе пытаемся вытянуть топор наружу, параллельно постукивая по нему , так и противоположными направлению силы тяжести и трению например, если это кирпич, лежащий на поверхности, мы его как бы подбрасываем маленькими лёгкими ударами снизу. Этот же закон объясняет, почему, например, тело начинает ползать по мелковибрирующей наклонной поверхности, даже если амплитуда этих колебаний весьма мала — просто эти усилия как бы выравнивают и компенсируют статическое трение покоя. Уничтожение силы трения с помощью вибраций — достаточно распространённый приём в технике, так как под его воздействием кардинально меняется поведение систем: песка, муки, сахара и других, представляющих собой мелкие частицы во взаимном контакте. Например, куча песка, находящаяся на вибрирующей платформе, ползёт по ней, приобретая свойства жидкости.
Или, скажем, если металлический шарик бросить в стакан с любым порошком, он останется лежать на поверхности. В то же время, стоит нам только поставить этот стакан на вибрирующую платформу, как порошок приобретёт как бы текучесть, и шарик в ней моментально утонет! Объясняется это тем, что жирная кислота, испаряясь, диффундирует с металлом, попадая в зону молекулярного притяжения металлических поверхностей. Результатом этого становится тончайшее покрытие поверхностей молекулами жирной кислоты, при этом слой этот редко превышает толщину в одну молекулу порядка двух миллионных долей миллиметра и коэффициент трения подобных поверхностей падает в несколько раз.
Затем сила тяжести может быть сопоставлена с силой упругости, чтобы найти значение коэффициента жесткости пружины k.
В данном случае, чтобы найти массу керосина, мы должны знать его плотность. Затем сила тяжести может быть рассчитана, умножив массу на ускорение свободного падения. Пружина растянется на 2 см. Для решения этой задачи мы можем использовать закон Гука, который устанавливает, что деформация пружины x пропорциональна силе, действующей на нее F , и обратно пропорциональна коэффициенту жесткости пружины k.
Из формулы 3 следует, что работа силы трения зависит от модуля перемещения тела. Если тело вернется в исходную точку, то работа силы трения не будет равна нулю. Таким образом, сила трения не является потенциальной силой. Для нее нельзя ввести понятие потенциальной энергии. Такие силы, работа которых зависит от формы траектории движения тела, называются непотенциальными или диссипативными лат. Очевидно, что сила сопротивления среды газа или жидкости при движении некоторого тела, направленная в сторону, противоположную скорости тела, также совершает работу.
Однако не надо думать, что работа сил трения всегда отрицательна. Ведь именно благодаря силе трения покоя человек и различные машины движутся по земле. Действительно, при ходьбе человек действует на поверхность Земли с силой кроме силы нормальной реакции , а по третьему закону Ньютона Земля действует на ногу человека с силой трения покоя , равной по модулю , но противоположно направленной рис. Благодаря этой силе человек и движется. Сила направлена также, как и скорость человека, следовательно, и работа этой силы положительна. На ведущие колеса автомобиля от мотора передается вращательный момент. Колеса пытаются провернуться, следовательно, в горизонтальном направлении они действуют на поверхность земли с силой рис. По третьему закону Ньютона земля действует на колеса, а следовательно, и на машину с силой трения покоя. Если колесо проскальзывает, то с силой трения скольжения, направленной для ведущих колес в сторону движения автомобиля. Работа сил трения зависит от формы траектории движения тела.
Работа сил трения по замкнутой траектории не равна нулю. Работа сил трения обычно отрицательна. Она идет на увеличение внутренней энергии взаимодействующих тел. Сила трения и движение под действием силы трения Сила трения возникает между соприкасающимися друг с другом телами и направлена вдоль поверхности соприкосновения против их относительного движения. Причиной возникновения силы трения являются неровности соприкасающихся поверхностей и "силы сцепления" силы притяжения между молекулами этих поверхностей. Возникновение таких сил между молекулами определяет электромагнитную природу силы трения. Существуют три вида силы трения: Сила трения скольжения - это сила трения, возникающая при скольжении одного тела по поверхности другого тела. Сила трения качения — это сила трения, возникающая, когда одно тело катится по поверхности другого. Сила трения покоя — это сила трения, возникающая между телами, находящимися в состоянии покоя друг относительно друга. Численно сила трения покоя равна силе b тяги, направленной параллельно поверхности соприкосновения неподвижных тел, и направлена против нее b.
При определенном значении силы тяги тело начинает двигаться и скользить по поверхности другого тела - возникает сила трения скольжения. Численное значение силы трения скольжения прямо пропорционально силе реакции опоры силе давления и равно максимальному значению силы трения покоя: Где — коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом трения скольжения. Коэффициент трения скольжения зависит от материалов, из которых изготовлены соприкасающиеся тела, и качества обработки соприкасающихся поверхностей. В зависимости от свойств соприкасающихся поверхностей силу трения называют сухой силой трения и силой сопротивления. Сухое трение - это трение, возникающее между поверхностями соприкасающихся твердых тел.
Остались вопросы?
Пенетрация характеризует сопротивление, оказываемое смазкой выдавливанию из подшипника и при проталкивании через смазочное отверстие. Для практических целей диапазон пенетрации консистентных смазок подразделяется на степени консистенции: 00 полужидкая консистенция , 0 очень мягкая , 1 мягкая и т. Химическая стойкость, которая означает стойкость смазки против старения, т. Химическая стойкость имеет большое значение для смазки подшипников качения, в которых консистентная смазка остается в течение долгого времени. Для определения степени химической стойкости смазки пока еще нет достаточно удовлетворительного метода испытания. Известно только, что химическая стойкость смазки обусловлена ее составом и что из применяемых консистентных смазок в основном наиболее химически стойки смазки литиевые и натриевые, далее следуют алюминиевые и на последнем месте кальциевые. Влагостойкость важна тогда, когда мазь должна не только смазывать, но и защищать подшипник от проникновения влаги. Из указанных смазок лучшей влагостойкостью обладают кальциевые, далее следуют литиевые, алюминиевые, натриевые смазки образуют с водой эмульсии. Следует отметить, что консистентные смазочные материалы хорошо герметизируют подшипники и допускают в подшипниках большое давление; по сравнению с жидкими маслами. Консистентные смазочные материалы применяют для смазки подшипников в высокооборотных шпинделях шлифовальных станков, в ткацких станках, в электродвигателях, в железнодорожном транспорте и т. Основные эксплуатационные характеристики пластичных смазочных материалов приведены в табл.
Коричневая мазь, изготовленная из смеси этилсилоксановой жидкости и масла МС-14, загущенной церезином и литиевым мылом стеариновой кислоты, обладает вполне удовлетворительной водостойкостью, защитными свойствами, коллоидной и химической стабильностью. Используется для периодической смазки для электромеханических приборов и механизмов, причем интервал между сменой смазки может достигать 10 лет. Работоспособны при частоте вращения до 60 000 мин Л Мягкая светло-коричневая мазь, состоящая из смеси диоктилсебацината и масла МС-14, загущенного комплексным натриевым мылом стеариновой кислоты и нитрата натрия, отличается высокой степенью очистки. Специальные антискачковые масла рекомендуют применять для смазки направляющих скольжения продольнофрезерных, расточных и координатно-расточных станков, а также оснований колонн расточных станков, направляющих бабок и столов плоско- и круглошлифовальных станков. Эти масла применяют также для смазки пар винт-гайка, например в координатно-расточных станках, где требуется исключительная точность при малых установочных перемещениях. Не рекомендуется применять такие масла в станках, имеющих высокие скорости скольжения направляющих, так как равномерность движений при высоких скоростях достигается и при использовании масел обычных сортов. Графит, слюда также применяются в подшипниках и механизмах, предназначенных для переработки продуктов питания и в машинах для текстильного производства. Смазки на основе двусернистого молибдена MoS2 дисульфид молибдена относятся к смазочным материалам, широко применяемым в качестве сухой смазки. На трущиеся поверхности его наносят путем опрыскивания, втирания и вдавливания в виде паст или суспензий, приготовленных на основе минеральных и синтетических масел. Двусернистый молибден — порошок, имеющий пластинчатую структуру, сходную с графитом.
Скольжение мелких пластинок относительно друг друга обусловливает хорошие смазочные свойства этого материала. Вдавливаясь в поверхностный слой трущихся металлов, он образует твердую пленку, которая служит в дальнейшем в качестве сухой смазки. Поверхность детали перед нанесением смазки должна быть сухой, тщательно очищенной и обезжиренной. Двусернистый молибден успешно применяют в узлах с высоким удельным давлением до 860 МПа , большими усилиями трения и для смазки поверхностей, на которых возможен большой износ и задиры. Достоинство воздушной смазки — небольшие потери мощности в подшипниках на трение и теплообразование, так как вязкость воздуха очень низкая. Для легких индустриальных масел эта разница должна быть не более 6-7 сСт от верхнего предела вязкости, для средних — до 12 сСт. Несколько увеличенная разница допустима для более тяжелых масел. Использовать в качестве заменителя масло с меньшей вязкостью не следует, так как это приводит к выдавливанию его из зазора между трущимися деталями, их сильному износу, нагреванию и задирам. Заменители с большим превышением вязкости применять также не следует, так как в результате может быть нагревание масла и смазываемых узлов машин, что вызывает большие потери энергии. Иногда специфические условия работы механизмов не позволяют сделать такие замены.
Так, для смазки турбин нельзя масло турбинное 22 заменить индустриальным 20. Трансформаторное масло также нельзя заменить маслом, равноценным по вязкости, так как заменитель не имеет необходимых изоляционных свойств. В циркуляционных и гидравлических системах замена хорошо очищенных масел выщелоченными приводит к закупориванию маслопроводов смолистыми осадками. Смешивают масла в тех случаях, когда из имеющихся в наличии нет заменителей, равноценных или близких по вязкости. Тогда заменитель получают смешением двух или трех масел в определенном процентном соотношении, близких по способу и степени очистки. Смешивают масла, имеющие одинаковую температуру. Смешением на практике приготовляют различные сорта масел. Смешение применяют и с цепью улучшения отдельных свойств масел. Для понижения вязкости масел, работающих а зимних условиях, их разбавляют другим: маслом, имеющим более низкую температуру застывания И-12А, трансформаторным.
Этот вид трения может возникать даже в состоянии покоя или в результате перекатывания одного тела по другому, поэтому здесь выделяют три вида силы трения. Сила трения покоя. Этот вид силы трения возникает в ситуации возможного движения тела по поверхности другого тела. Эта сила направлена против направления возможного движения. Сила трения покоя может принимать любые значения в диапазоне от нуля до своего максимального предельного значения, после которого она переходит в силу трения скольжения. То есть сила трения покоя действует пока тело стоит на месте. Коэффициент трения — это безразмерная величина. Он зависит от свойств соприкасающихся поверхностей и не зависит от силы давления соответственно, и от силы реакции опоры, так как это силы, описываемые третьим законом Ньютона и от площади соприкасающихся поверхностей. Обычная ситуация: на кухне имеется холодильник, его нужно переставить на другое место. Но как только его начинают толкать, коварная сила трения покоя тут же возникает и полностью компенсирует усилие. Причина её возникновения — те самые неровности соприкасающихся поверхностей, которые деформируясь, препятствуют движению холодильника. Поднатужились, увеличили силу, приложенную к холодильнику, но он не поддался и остался на месте. Это означает, что сила трения покоя возрастает вместе с увеличением внешнего воздействия, оставаясь равной по модулю приложенной силе, ведь увеличиваются деформации неровностей.
При этом все неровности поверхности притираются друг к другу, образуя максимальную площадь соприкосновения: появляются силы межмолекулярного притяжения. А после разъединить эти два цилиндра становится очень сложно. Типы трения скольжения[ править править код ] Если между телами отсутствует жидкая или газообразная прослойка смазочный материал , то такое трение называется сухим. В противном случае, трение называется «жидким». Характерной отличительной чертой сухого трения является наличие трения покоя.
Эти смазки не растворяются в воде. Тугоплавкие смазки консталины -жирные и синтетические, получаемые при загущении жидких минеральных масел натриевыми мылами. При выборе таких смазок необходимо учитывать не только выявленные качественные характеристики их, но и состав смазки. Для эксплуатации важны в первую очередь следующие качественные характеристики консистентных смазок. Температура каплепадения, которая указывает, при какой температуре смазка становится текучей и начинает капать через отверстие испытательного прибора. В эксплуатации консистентная смазка начинает течь уже при более низкой температуре под влиянием механической нагрузки и изменения консистенции; последнее вызывается повышением температуры. Чем выше температура каплепадения, тем работоспособнее смазка при высоких температурах. Консистентные смазочные материалы применяются при температуре подшипника менее 90.. Пенетрация — это мера консистенции или «жесткости» смазки. Чем выше пенетрация, тем смазка мягче, и наоборот. Пенетрация характеризует сопротивление, оказываемое смазкой выдавливанию из подшипника и при проталкивании через смазочное отверстие. Для практических целей диапазон пенетрации консистентных смазок подразделяется на степени консистенции: 00 полужидкая консистенция , 0 очень мягкая , 1 мягкая и т. Химическая стойкость, которая означает стойкость смазки против старения, т. Химическая стойкость имеет большое значение для смазки подшипников качения, в которых консистентная смазка остается в течение долгого времени. Для определения степени химической стойкости смазки пока еще нет достаточно удовлетворительного метода испытания. Известно только, что химическая стойкость смазки обусловлена ее составом и что из применяемых консистентных смазок в основном наиболее химически стойки смазки литиевые и натриевые, далее следуют алюминиевые и на последнем месте кальциевые. Влагостойкость важна тогда, когда мазь должна не только смазывать, но и защищать подшипник от проникновения влаги. Из указанных смазок лучшей влагостойкостью обладают кальциевые, далее следуют литиевые, алюминиевые, натриевые смазки образуют с водой эмульсии. Следует отметить, что консистентные смазочные материалы хорошо герметизируют подшипники и допускают в подшипниках большое давление; по сравнению с жидкими маслами. Консистентные смазочные материалы применяют для смазки подшипников в высокооборотных шпинделях шлифовальных станков, в ткацких станках, в электродвигателях, в железнодорожном транспорте и т. Основные эксплуатационные характеристики пластичных смазочных материалов приведены в табл. Коричневая мазь, изготовленная из смеси этилсилоксановой жидкости и масла МС-14, загущенной церезином и литиевым мылом стеариновой кислоты, обладает вполне удовлетворительной водостойкостью, защитными свойствами, коллоидной и химической стабильностью. Используется для периодической смазки для электромеханических приборов и механизмов, причем интервал между сменой смазки может достигать 10 лет. Работоспособны при частоте вращения до 60 000 мин Л Мягкая светло-коричневая мазь, состоящая из смеси диоктилсебацината и масла МС-14, загущенного комплексным натриевым мылом стеариновой кислоты и нитрата натрия, отличается высокой степенью очистки. Специальные антискачковые масла рекомендуют применять для смазки направляющих скольжения продольнофрезерных, расточных и координатно-расточных станков, а также оснований колонн расточных станков, направляющих бабок и столов плоско- и круглошлифовальных станков. Эти масла применяют также для смазки пар винт-гайка, например в координатно-расточных станках, где требуется исключительная точность при малых установочных перемещениях. Не рекомендуется применять такие масла в станках, имеющих высокие скорости скольжения направляющих, так как равномерность движений при высоких скоростях достигается и при использовании масел обычных сортов. Графит, слюда также применяются в подшипниках и механизмах, предназначенных для переработки продуктов питания и в машинах для текстильного производства. Смазки на основе двусернистого молибдена MoS2 дисульфид молибдена относятся к смазочным материалам, широко применяемым в качестве сухой смазки. На трущиеся поверхности его наносят путем опрыскивания, втирания и вдавливания в виде паст или суспензий, приготовленных на основе минеральных и синтетических масел. Двусернистый молибден — порошок, имеющий пластинчатую структуру, сходную с графитом. Скольжение мелких пластинок относительно друг друга обусловливает хорошие смазочные свойства этого материала. Вдавливаясь в поверхностный слой трущихся металлов, он образует твердую пленку, которая служит в дальнейшем в качестве сухой смазки. Поверхность детали перед нанесением смазки должна быть сухой, тщательно очищенной и обезжиренной. Двусернистый молибден успешно применяют в узлах с высоким удельным давлением до 860 МПа , большими усилиями трения и для смазки поверхностей, на которых возможен большой износ и задиры. Достоинство воздушной смазки — небольшие потери мощности в подшипниках на трение и теплообразование, так как вязкость воздуха очень низкая. Для легких индустриальных масел эта разница должна быть не более 6-7 сСт от верхнего предела вязкости, для средних — до 12 сСт. Несколько увеличенная разница допустима для более тяжелых масел. Использовать в качестве заменителя масло с меньшей вязкостью не следует, так как это приводит к выдавливанию его из зазора между трущимися деталями, их сильному износу, нагреванию и задирам. Заменители с большим превышением вязкости применять также не следует, так как в результате может быть нагревание масла и смазываемых узлов машин, что вызывает большие потери энергии.
При смазке трущихся поверхностей сила трения... А. не изменяется. Б. увеличивается. В. уменьшается.
#4. Силу трения между различными поверхностями характеризует коэффициент. Заходи и смотри, ответил 1 человек: ПРИ СМАЗКЕ ТРУЩИХСЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ СИЛА ТРЕНИЯ А не изменяются Б увеличится В уменьшится — Знания Сайт. Сила трения скольжения также пропорциональна силе нормального давления и силе реакции опоры.
ГДЗ по физике 7 класс. Перышкин ФГОС §32
Во всех машинах и агрегатах из-за трения нагреваются и изнашиваются движущиеся части. Для уменьшения трения соприкасающиеся и трущиеся поверхности делают более гладкими или между ними вводят смазку, или по возможности силу трения скольжения заменяют на силу трения качения. Чтобы уменьшить трение вращающихся валов различных механизмов, их устанавливают на подшипники. Bязкoe тpeниe пpивoдит к пoтepe мexaничecкoй энepгии движущeгocя тeлa, так как тopмoзит eгo. Воздушные летательные аппараты испытывают огромную силу сопротивления воздуха. Трение о воздух может привести к oпacнoму пepeгpeву caмoлeтa в плoтныx cлoяx aтмocфepы. Но в то же время летательные аппараты не смогут взлететь и передвигаться в cpeдe, лишeннoй вязкoгo тpeния, так как пoдъeмнaя cилa кpыльев и cилa тяги вoздушнoгo винтa будут paвны нулю.
В каком классе изучают силу трения? С определением силы трения, её природой, видами сил трения и их различиями учащиеся знакомятся в 7 классе.
Получается, чтобы тело двигалось, нужно приложить силу, большую, чем самая большая сила трения покоя: 84 Теперь на движущийся холодильник действует сила трения скольжения. Она возникает при относительном движении контактирующих твёрдых тел.
Итак, сила трения покоя может меняться от нуля до некоторого максимального значения — Fтр. Теперь, после начала движения, можно прекратить наращивать усилие и ещё одного друга можно не звать. Чтобы холодильник продолжал двигаться равномерно, достаточно прикладывать силу, равную силе трения скольжения: 84 84 Чтобы понять, как измеряется сила трения, нужно понять, какие факторы влияют на величину силы трения. Почему так трудно двигать холодильник?
Можно вытащить из него все продукты и тем самым уменьшить его массу, и, следовательно, силу давления холодильника на опору пол. Пустой холодильник сдвинуть с места гораздо легче! Следовательно, чем меньше сила нормального давления тела на поверхность опоры, тем меньше и сила трения. Опора действует на тело с точно такой же силой, что и тело на опору, только направленной в противоположную сторону.
Сила реакции опоры обозначается N. Можно сделать вывод 84 Второй фактор, влияющий на величину силы трения, — материал и степень обработки соприкасающихся поверхностей. Так, двигать холодильник по бетонному полу гораздо тяжелее, чем по ламинату.
Сила трения покоя — это сила трения, возникающая между телами, находящимися в состоянии покоя друг относительно друга. Численно сила трения покоя равна силе b тяги, направленной параллельно поверхности соприкосновения неподвижных тел, и направлена против нее b. При определенном значении силы тяги тело начинает двигаться и скользить по поверхности другого тела - возникает сила трения скольжения. Численное значение силы трения скольжения прямо пропорционально силе реакции опоры силе давления и равно максимальному значению силы трения покоя: Где — коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом трения скольжения. Коэффициент трения скольжения зависит от материалов, из которых изготовлены соприкасающиеся тела, и качества обработки соприкасающихся поверхностей.
В зависимости от свойств соприкасающихся поверхностей силу трения называют сухой силой трения и силой сопротивления. Сухое трение - это трение, возникающее между поверхностями соприкасающихся твердых тел. Сила сопротивления - это сила, возникающая во время движения твердого тела в жидкости или газе. Движение под действием силы трения Исследуем разные движения тела массой под действием силы трения: Тело движется прямолинейно равномерно по горизонтальной поверхности Все силы, действующие на тело, показаны на схеме с. При равномерном движении тела его ускорение следовательно, II закон Ньютона, или уравнение движения тела в векторном виде записывается так: Выбрав координатную ось вдоль направления силы тяги в направлении движения и получив проекции всех сил на эту ось, можно написать уравнение движения см: с : Здесь было принято во внимание, что проекции силы реакции и силы тяжести на ось равны нулю - эти векторы перпендикулярны оси. Таким образом, модули сил, действующих на тело, движущееся равномерно прямолинейно по горизонтальной поверхности, попарно равны и компенсируют взаимное действие друг друга: Тело движется прямолинейно равнопеременно по горизонтальной поверхности d. В этом случае уравнение движении тела в общем виде: Спроецировав силы на горизонтальную координатную ось, запишем уравнение движения в скалярном виде: Любая величина, входящая в последнее выражение, с легкостью определяется. На движущееся тело действует только сила трения Так как сила трения всегда направлена против направления движения, то ускорение, сообщаемое этой силой, направлено против скорости движения тела.
Поэтому, если на движущееся тело действует только сила трения, то оно тормозится. В этом случае уравнение движения записывается в виде: Для ускорения тела имеем Отсюда можно определить тормозной путь и время торможения тела, движущегося по горизонтальной дороге: Тело движется по наклонной плоскости Наклонная носкость - это плоскость, образующая определенный угол с горизонтом. Как показано на рисунке, сила тяжести, действующая на тело, движущееся равномерно под действием силы тяги по наклонной плоскости, раскладывается на две составляющие силы: составляющую, параллельную поверхности и составляющую, перпендикулярную поверхности е. В этом случае модуль силы реакции опоры равен модулю составляющей Уравнение движения тела по наклонной плоскости в общем виде записывается так: Для решения уравнения выбираем прямоугольную систему координат XOY, находим проекции сил на ее оси и получаем систему двух уравнений: Ввиду отсутствия движения вдоль оси OY Учитывая этот факт и уравнения 2. Опыт показывает, что в земных условиях всякое неподдерживаемое механическое движение с течением времени прекращается под действием сил трения сопротивления. Трением называется взаимодействие между различными соприкасающимися телами, препятствующее их относительному перемещению. Силы трения имеют электромагнитное происхождение, поскольку их появление обусловлено взаимодействием «пограничных» атомов, расположенных на поверхностях соприкасающихся тел. Вследствие этого, силы трения, как правило, действуют параллельно трущимся поверхностям.
Различают силы сухого трения покоя, скольжения, качения и вязкого трения силы сопротивления, возникающие при движении в жидкости или газе. Отметим, что действие сил трения приводит к переходу механической энергии во внутреннюю энергию тела. Трение покоя Силы трения покоя возникают между неподвижными телами при попытке сдвинуть одно из них рис. Сила трения покоя равна по модулю и направлена противоположно силе, приложенной к телу, параллельно поверхности соприкасающихся тел. В зависимости от приложенной силы модуль силы трения может меняться в пределах Экспериментально установлено, что где N — модуль силы нормальной реакции опоры в месте соприкосновения тел, — коэффициент трения покоя, зависящий от свойств веществ соприкасающихся поверхностей и от степени их шероховатости качества обработки. Установлено также, что коэффициент трения покоя не зависит от площади соприкасающихся поверхностей. Согласно третьему закону Ньютона модуль силы нормальной реакции опоры N равен модулю силы нормального давления Трение скольжения. Сила трения скольжения возникает между движущимися относительно друг друга телами и препятствует их относительному перемещению рис.
Она направлена противоположно скорости относительного движения поверхностей. Модуль силы трения скольжения прямо пропорционален модулю силы нормальной реакции опоры и определяется по формуле где — коэффициент трения скольжения, зависящий от тех же параметров, что и коэффициент трения покоя Этот закон был установлен экспериментально и называется законом Кулона — Амонтона.
Как показать, что сила трения зависит от силы, прижимающей тело к поверхности? Как показать на опытах, что при равных нагрузках сила трения скольжения больше силы трения качения? Как это используется в технике?
Гвоздь, забитый в стену не выпадает оттуда. Пуговицы, пришитые ниткой, сами по себе не отскакивают. Перемещать груз равномерно и измерять силу с помощью динамометра.
Трение. Сила трения
Силу трения скольжения можно уменьшить во много раз с помощью смазки — чаще всего тонкого слоя жидкости (обычно того или иного сорта минерального масла) — между трущимися поверхностями. Сила трения зависит от силы давления тел друг на друга, от материалов, трущихся поверхностей, от скорости относительного движения и не зависит от площади соприкосновения. Слой смазки разъединяет поверхности трущихся тел и заменяет трение твердых поверхностей трением слоев жидкости. Опытным путём установлено, что сила трения зависит от силы давления тел друг на друга (силы реакции опоры), от материалов трущихся поверхностей, от скорости относительного движения, но не зависит от площади соприкосновения[1]. Силу трения можно уменьшить во много раз, если ввести между трущимися поверхностями смазку.
Тест с ответами на тему: «Сила трения»
Найдите закономерность и разделите на группы термины Мензурка, масса, сила, метр в секунду, динамометр, весы, ньютон, объём, килограмм, скорость, спидометр, кубический метр. Слайд 2 Из каждой группы слов исключите лишнее слово: весы рычажные, стакан, мензурка, ареометр стакан масса, объём, плотность, сила сила миллиграмм, тонна, литр, пуд литр. Слайд 3 - Вы любите отгадывать загадки? Отгадайте, о чем эта загадка. О трении. Чем старше становится человек, тем меньше он удивляется тому, что происходит вокруг: почему шелковый шнурок развязывается быстрее, чем шерстяной; почему бревно легче катить, чем тащить; почему вбитый в стену гвоздь не выскакивает. Усвоение новых знаний см.
Слайд 4 Объяснение нового материала, используется Инновационный учебно-методический комплекс. Вы знаете, что если на тело не действуют никакие силы, то оно либо покоится, либо движется равномерно и прямолинейно, если на него не действуют другие тела в горизонтальном направлении. Автомобиль после выключения двигателя должен ехать равномерно и прямолинейно, так как на него не действуют другие тела. Однако через некоторое время он останавливается. Значит, на автомобиль действовала сила. Эта сила — сила трения.
Например, куча песка, находящаяся на вибрирующей платформе, ползёт по ней, приобретая свойства жидкости. Или, скажем, если металлический шарик бросить в стакан с любым порошком, он останется лежать на поверхности. В то же время, стоит нам только поставить этот стакан на вибрирующую платформу, как порошок приобретёт как бы текучесть, и шарик в ней моментально утонет! Объясняется это тем, что жирная кислота, испаряясь, диффундирует с металлом, попадая в зону молекулярного притяжения металлических поверхностей.
Результатом этого становится тончайшее покрытие поверхностей молекулами жирной кислоты, при этом слой этот редко превышает толщину в одну молекулу порядка двух миллионных долей миллиметра и коэффициент трения подобных поверхностей падает в несколько раз. Ещё одним интересным следствием такого покрытия поверхности является то, что коэффициент трения поверхностей если две металлические поверхности положены друг на друга не увеличивается со временем, так как этот жирный слой мешает диффузии атомов металла одной поверхности в другую. При этом нанесение такого мономолекулярного слоя может происходить не только осаждением паров жирной кислоты, но и непосредственным натиранием поверхности, после чего поверхность тщательно очищается, тем не менее, она сохраняет на себе слой даже после тщательной очистки как минимум в одну молекулу, который удерживается за счёт молекулярных сил взаимодействия. Причём это падение силы трения может быть даже ещё более существенным, например, при покрытии металла осаждёнными на него парами стеариновой кислоты, слоем в одну молекулу толщиной, после чего коэффициент трения может падать до 0,1, а при покрытии жирными кислотами с ещё большим молекулярным весом — до ещё более значительно меньшей величины.
Такое поразительное влияние на силу трения показывает, что трение как явление нельзя объяснить «микрозацеплением шероховатостей», как принято было считать у некоторых учёных ранее. Так как было выявлено, что даже если рассматривать полированные металлические поверхности, из-за самого несовершенства процесса полировки реально достижимая высота микрошероховатостей будет составлять порядка нескольких стотысячных долей миллиметра, в то время как толщина мономолекулярного слоя будет в десятки раз меньше этих выступов.
Брусок остается неподвижным благодаря силе трения покоя У силы трения покоя есть максимальное значение. Если увеличить силу натяжения пружины динамометра до этого максимального значения, тело придет в движение, а трение покоя сменится трением скольжения. Трение покоя — своеобразный «страж» состояния покоя. Именно благодаря трению покоя предметы не скользят по поверхности стола, мебель — по поверхности пола. Нитки, из которых соткана наша одежда, каждая находится на своем месте, и ткань сохраняет свою целостность. Узлы не распускаются сами по себе, а наши ноги не скользят по поверхности земли. Очень часто приходится рассматривать вопрос об увеличении или об уменьшении трения в тех случаях, когда оно полезно или, наоборот, вредно. Рассмотрим различные способы изменения величины силы трения, опираясь на известные пословицы и поговорки.
Баба с воза — кобыле легче: если уменьшить величину нагрузки, то сила трения станет меньше. Плуг от работы блестит: здесь можно вспомнить, что при скольжении по менее шероховатой блестящей поверхности сила трения меньше. Не подмажешь — не поедешь : хотя эту ситуацию мы еще не рассматривали, но вы знаете, что и в быту, и в технике для уменьшения трения очень часто используются различные смазочные материалы. Слой жидкой смазки, располагаясь между трущимися поверхностями, значительно уменьшает силу трения. Именно об этом и говорится в данной поговорке. Теперь, когда вы изучили свойства силы трения, попробуйте облегчить задачу своим друзьям или членам семьи в следующей ситуации.
Сухое трение, в свою очередь, делится на три вида: трение покоя действует между двумя телами, неподвижными относительно друг друга , трение скольжения возникает между соприкасающимися телами при их относительном движении , трение качения возникает при перекатывании тел одного по другу. Какова природа сил трения? Величина трения качения во много раз меньше трения скольжения. С ее увеличением сила трения растет. При скольжении по менее шероховатой поверхности сила трения заметно меньше. В чем польза и вред сил трения? Как уже было сказано вначале, трение играет огромную роль во всех сферах нашей жизни. Например, благодаря силе трения покоя мы можем ходить по земле, авто- и железнодорожный транспорт могут начать движение без пробуксовки или в случае необходимости остановиться. Благодаря силе трения покоя тела не соскальзывают с наклонной поверхности.
Тест на тему: «Сила трения»
Слой жидкой смазки, располагаясь между трущимися поверхностями, значительно уменьшает силу трения. Какой вид трения возникает при между приводным ремнём и шкивом при его вращении? Между ногой и асфальтом происходит сила трение. благодаря смазке трение увеличится.