Trenie je jedným z najdôležitejších konceptov dynamiky. Čo o tom viete?
Späť v školských rokoch, v siedmej alebo ôsmejkaždá osoba sa oboznámi s novým konceptom dynamickej fyziky - trenie. Avšak mnohí, ktorí dozreli, zabúdajú na to, čo je trenie a ako táto sila pôsobí. Pokúsme sa pochopiť túto tému.
Definícia pojmu
Trenie je fenomén, ktorý zahŕňanasledujúci význam: ak sa dva telesá dostanú do kontaktu so sebou, na mieste ich kontaktu sa vytvárajú špeciálne interakcie, ktoré zabraňujú tomu, aby sa telo pohybovalo vzájomne. Je zrejmé, že je možné vypočítať hodnotu interakcie týchto telies. Sila trenia je rovnaká a charakterizuje túto interakciu kvantitatívne. Ak dôjde k treniu medzi pevnými látkami (napríklad interakcia knihy s poličkou alebo jablkom so stolom), potom sa táto interakcia nazýva suché trenie.
Malo by byť zrejmé, že trenie je silou, ktorá máelektromagnetickej povahy. To znamená, že príčinou tejto sily je interakcia medzi časticami, ktoré tvoria určité telo.
Aký je trenie?
Vzhľadom na rozmanitosť nášho svetaobjekty je možné určiť, že každá z nich má svoju vlastnú štruktúru a má jednotlivé vlastnosti. To znamená, že interakcia medzi rôznymi objektmi bude iná. Pre správne pochopenie podstaty a správneho riešenia mnohých problémov vo fyzike je zvyčajné rozdeľovať tri typy trenia. Takže budeme analyzovať každý zvlášť:
- Prvé trenie - toto je trenie mieru, ku ktorému dochádza vtedyabsencia relatívneho pohybu dvoch telies. Môžeme pozorovať jeho príklady všade, pretože sila vyplývajúca z tohto trenia udržuje veci v rovnováhe. Napríklad tovar na pohyblivom dopravnom páse, hrebeň nasadený do steny alebo osoba stojaca na zemi.
- Posuvné trenie - je to podmienené druhým trením. Hodnota sklzu sa určuje nasledovne: ak je v rovnováhe aplikovaná sila väčšia ako statická trecia sila, začne pôsobiť posuvná trecia sila a telo sa posunie z miesta.
- A nakoniec valivé treniečo vysvetľuje interakciu dvoch telies, jedného z nichktorá sa valí cez povrch iného. Rozdiel vo valivom a klznom trení je vysvetlený skutočnosťou, že pri akomkoľvek pohybe sa plochy tela posúvajú pozdĺž dĺžky kontaktného povrchu a namiesto zlomených intermolekulárnych väzieb sa vytvárajú nové. A v prípade, že sa koleso valí bez kĺzania, molekulárne väzby pri zdvíhaní častí kolesa sa rozlomia oveľa rýchlejšie ako pri posúvaní. Ukázalo sa, že valivá trecia sila je menšia ako kĺzacia sila.
Kde a ako sa môže použiť trenie?
Trenie je nezastupiteľným javom, bez ktorého sme mynebudú môcť robiť základné veci: chodiť, sedieť alebo držať veci v rukách. Preto nepodceňujte hodnotu trenia. Ako uviedol francúzsky fyzik Guillaume: "Ak nebudú žiadne trámy, naša Zem bude bez jediného drsnosti, bude to ako kvapka kvapka."
Možno najlepším príkladom, ktorý najpresnejšiecharakterizuje trenie, je práca kolesa. Aj v staroveku bolo pozorované, že valivé trecie sily sú oveľa menšie než klzné trecie sily. Je nespornou výhodou valivého trenia, ktoré spôsobilo, že ľudia dávajú guľatiny alebo valčeky na pohyb ťažkého a objemného tovaru. V priebehu času ľudia zlepšili svoje vedomosti o úžasných vlastnostiach valivého trenia, sledovali pohyb predmetov pod vplyvom trecieho sily a nakoniec vynašiel koleso! V modernom svete je nemožné si predstaviť život bez týchto nenahraditeľných častí, pretože kolesá sú druhými "motormi" akejkoľvek dopravy!
Ako vypočítať hodnotu trecie sily?
Rovnako ako každá iná sila, trenie máceločíselné hodnoty. Aby bolo možné presne určiť, koľko sily bude potrebné na presun alebo iné typy práce, je potrebné vypočítať sila statického trenia. Zvyčajne to robia inžinieri, keď napríklad stavajú továrne alebo vymýšľajú nové zariadenia. Avšak aj bežní školáci čelia určitým úlohám, pri ktorých je potrebné vypočítať treciu silu. Tak, aby ste vypočítali jeho hodnotu, stačí použiť jednoduchý vzorec: Ftrenie = K * N, kde k je koeficient trenia. Hodnota všetkých koeficientov vždy závisí od povrchu objektu, na ktorom sa telo pohybuje alebo s ním interaguje. "N" v našom vzorci znamená reakčnú silu spoliehania sa na telo. Závisí to predovšetkým na telesnej hmotnosti, ktorá je v kontakte s povrchom nosiča.
Vypočítajte hodnotu sily v probléme
Predpokladajme, že sa nachádza teleso s hmotnosťou m = 3 kghorizontálna doska. Koeficient trenia medzi drevenou doskou a telesom je 0,3. Ako nájsť hodnotu trecie sily? Veľmi jednoduché, stačí nahradiť naše hodnoty do vzorca. Len treba brať do úvahy, že N sa v tomto prípade rovná telesnej hmotnosti (podľa Newtonovho tretieho zákona). Takže požadovaná sila je rovná (m * g) * k = (3 kg * 10 m / s2) * 0,3 = 9 H.
</ span </ p>
