Nájdeme silu trenia. Vzorec sily trenia
Trenie je fenomén, ktorému čelímekaždodenný život neustále. Nie je možné určiť, či je trenie škodlivé alebo užitočné. Je ťažké urobiť aj krok na kĺzavom ľade a chôdza na hrubom asfaltovom povrchu je potešením. Časti automobilov bez mazania sa opotrebujú omnoho rýchlejšie.
Trecia sila vo fyzike
Sily vyplývajúce z pohybu alebo pokusupohyb jedného tela na povrchu druhej, smerom proti smeru pohybu, aplikovaný na pohyblivé telesá, sa nazýva trecia sila. Modul trecieho sily, ktorého vzorec závisí od mnohých parametrov, sa mení v závislosti od typu odporu.
Vyznačujú sa tieto typy trenia:
• odpočinok;
• skĺznutie;
• valcovanie.
Akýkoľvek pokus o premiestnenie ťažkého predmetu (skrinka, kameň) spôsobí, že osoba sa stane napätá. V tomto prípade nie je vždy dosiahnutý pohyb predmetu. Zasahujte do tohto trenia pokoja.
Stav pokoja
Výpočtový vzorec pre treciu silu odpočinku neumožňuje určiť ju s dostatočnou presnosťou. Na základe pôsobenia tretieho Newtonovho zákona závisí veľkosť odporovej sily v pokoji od použitej sily.
0 <Ftr.pokoya <Fmax
Odľahčujúce trenie neumožňuje nechty zakalené do drevavypadnúť; gombíky, zašité závitom, pevne držané na mieste. Je zaujímavé, že odpor mieru umožňuje človeku chodiť. Navyše je zameraná na priebeh ľudského pohybu, ktorý je v rozpore so všeobecným stavom vecí.
Slip fenomén
S rastúcou vonkajšou silou, ktorá poháňa telo, až dohodnotou najväčšej sily trenia odpočinku, sa uvedie do pohybu. Sila klzného trenia sa zvažuje v procese posúvania jedného tela nad povrchom druhého. Jeho hodnota závisí od vlastností interakčných plôch a od pevnosti vertikálneho pôsobenia na povrchu.
Výpočtový vzorec posuvné trecie sily: F = μR, kde μ je koeficient proporcionality (posuvné trenie), P je sila vertikálneho (normálneho) tlaku.
Pred nájdením treciej sily, ktorej vzorec má inú formu (F = μN), určite reakčnú silu.
Koeficient odporu pre posuv sa zavádza experimentálne pre dva trecie plochy, v závislosti od kvality spracovania a materiálu.
Tabuľka. Hodnota odporového koeficientu pre rôzne povrchy
| Číslo pp | Interaktívne povrchy | Hodnota koeficientu posuvného trenia |
1 | Oceľ + ľad | 0,027 |
2 | Dub + dub | 0,54 |
3 | Koža + liatina | 0,28 |
4 | Bronz + železo | 0,19 |
5 | Bronz + liatina | 0,16 |
6 | Oceľ + oceľ | 0,15 |
Najväčšia sila ticha, ktorá bola napísaná vyššie, môže byť definovaná rovnako ako sila klzného trenia.
Toto sa stáva dôležité pri riešení problémovurčenie sily pohybujúceho sa odporu. Napríklad kniha, ktorá sa pohybuje rukou, ktorá je stlačená zhora, je posunutá silou odporu odpočinku, ktorá vznikne medzi rukou a knihou. Množstvo odporu závisí od hodnoty sily vertikálneho tlaku na knihu.
Rolling phenomenon
Prechod našich predkov z vlakov na vozypovažované za revolučné. Vynález tohto kolesa - najväčší vynález ľudstva. Valivé trenie, ku ktorému dochádza pri pohybe kolesa nad povrchom, je výrazne horšie než kĺzavý odpor.
Návrhový vzorec pre valivú treciu silu sa zvyčajne považuje za podobný kĺzavému procesu. Rozdiel je viditeľný iba v hodnotách odporového koeficientu.
Povaha odporu
Pri zmene drsnosti povrchov treniezmena hodnoty treciej sily. Pri vysokom zväčšení sa dve susediace plochy zobrazujú ako nezrovnalosti s ostrými vrcholmi. Pri aplikácii len vyčnievajúcich častí tela v kontakte s ostatnými. Celková plocha styku je zanedbateľná. Pri pohybe alebo pri pokuse o pohyb tela vytvárajú "hroty" odpor. Veľkosť trecie sily nezávisí od plochy dotyku.
Zdá sa, že dva dokonale hladképovrchy musia byť úplne bez odolnosti. V praxi je trecia sila v tomto prípade maximálna. Tento rozdiel je vysvetlený povahou vzniku síl. Sú to elektromagnetické sily pôsobiace medzi atómami interagujúcich telies.
Mechanické procesy, ktoré nie sú sprevádzanétrenie v prírode nie je možné, pretože neexistuje možnosť "odpojiť" elektrickú interakciu nabitých telies. Nezávislosť odporových síl od vzájomnej polohy týchto telies nám umožňuje nazvať ich potenciálom.
Zaujímavé je, že trecia sila, ktorej vzorecsa mení v závislosti od rýchlosti pohybu interaktívnych telies, je úmerná štvorcu príslušnej rýchlosti. Takáto sila je sila viskózneho odporu v tekutine.
Pohyb v kvapalinách a plyne
Pohyb tuhej látky v kvapaline alebo plynetekutina v blízkosti pevného povrchu je sprevádzaná viskóznym odporom. Jej výskyt je spojený s interakciou fluidných vrstiev nesených pevným telom v procese pohybu. Rôzne rýchlostné vrstvy - zdroj viskózneho trenia. Zvláštnosťou tohto javu je absencia tekutého trenia mieru. Bez ohľadu na veľkosť vonkajšieho vplyvu sa telo začne pohybovať a je v kvapaline.
Pre malé rýchlosti: F = kv, kde k je koeficient proporcionality v závislosti od lineárnych rozmerov tela a vlastností média, v je rýchlosť tela.
Teplota tekutiny tiež ovplyvňuje jeho trenie. Počas mrazivého počasia sa vozidlo zahreje tak, aby sa olej zahrial (jeho viskozita klesá) a prispieva k zníženiu likvidácie častí motora v kontakte.
Zvýšenie rýchlosti
Môže dôjsť k výraznému zvýšeniu rýchlosti telaspôsobujú výskyt turbulentných prúdov, pričom odpor sa dramaticky zvyšuje. Hodnoty sú: štvorec rýchlosti pohybu, hustota média a povrch tela. Vzorec trecie sily má inú formu:
F = kv2, kde k je koeficient proporcionality v závislosti od tvaru tela a vlastností média, v je rýchlosť tela.
Ak je telo zjednodušené, turbulencia sa môže znížiť. Telový tvar delfínov a veľrýb je vynikajúcim príkladom prírodných zákonov, ktoré ovplyvňujú rýchlosť zvierat.
Energetický prístup
Práca pri pohybe tela je prekážkou odolnosti životného prostredia. Pri použití zákona o zachovaní energie sa hovorí, že zmena mechanickej energie sa rovná práci trecích síl.
Je zrejmé, že odporová sila je proti pohybu tela, odtiaľ cosá = -1. Pracovná sila trenia, ktorej vzorec má formu At.t. = - Fs, hodnota je záporná. V tomto prípade sa mechanická energia premení na vnútornú (deformáciu, vykurovanie).
