În lumea din jurul nostru sunt multe fenomene fizice: tunete și fulgere, ploaie și grindină, curent electric, frecare... Raportul nostru de astăzi este dedicat frecării. De ce apare frecarea, ce afectează, de ce depinde forța de frecare? Și, în sfârșit, fricțiunea este prietenă sau dușmană?
Ce este forța de frecare?
Având o mică alergare în sus, puteți alerga pe poteca înghețată. Dar încercați să o faceți pe asfalt obișnuit. Cu toate acestea, nu merită încercat. Nimic nu va merge. Vinovatul eșecului tău va fi o forță de frecare foarte mare. Din același motiv, este dificil să muți o masă masivă sau, să zicem, un pian.
În punctul de contact a două corpuri, interacțiunea are loc întotdeauna, care împiedică mișcarea unui corp pe suprafața altuia. Se numește frecare. Iar amploarea acestei interacțiuni este forța de frecare.
Tipuri de forțe de frecare
Să ne imaginăm că trebuie să mutați un dulap greu. Puterea ta clar nu este suficientă. Să creștem forța de „forfecare”. În același timp, forța de frecare crește pace.Și este îndreptat în direcția opusă mișcării dulapului. În cele din urmă, forța de „tuns” „învinge” și cabinetul se îndepărtează. Acum, forța de frecare își face treaba alunecare. Dar este mai mică decât forța de frecare statică și este mult mai ușor să mutați dulapul mai departe.
Desigur, a trebuit să urmăriți cum 2-3 persoane rostogolesc o mașină grea cu motorul oprit brusc. Oamenii care împing mașina nu sunt oameni puternici, forța de frecare acționează doar asupra roților mașinii rulare. Acest tip de frecare apare atunci când un corp se rostogolește peste suprafața altuia. O minge, un creion rotund sau fațetat, roțile unui tren etc. se pot rula. Acest tip de frecare este mult mai mică decât forța de frecare de alunecare. Prin urmare, este foarte ușor să mutați mobila grea dacă este echipată cu roți.
Dar, în acest caz, forța de frecare este îndreptată împotriva mișcării corpului, prin urmare, reduce viteza corpului. Dacă nu ar fi „natura dăunătoare” a acestuia, că ai accelerat pe o bicicletă sau cu rotile, te-ai putea bucura de plimbare la infinit. Din același motiv, o mașină cu motorul oprit se va deplasa prin inerție un timp și apoi se va opri.
Deci, amintiți-vă, există 3 tipuri de forțe de frecare:
- frecare de alunecare;
- frecare la rulare;
- frecare statica.
Rata cu care se schimba viteza se numeste acceleratie. Dar, deoarece forța de frecare încetinește mișcarea, această accelerație va avea semnul minus. Ar fi corect să spun Sub influența frecării, un corp se mișcă cu decelerare.
Care este natura frecării
Dacă examinați suprafața netedă a unei mese lustruite sau a gheții printr-o lupă, veți vedea mici rugozități de care se lipește un corp care alunecă sau se rostogolește de-a lungul suprafeței sale. La urma urmei, un corp care se mișcă de-a lungul acestor suprafețe are și proeminențe similare.
În punctele de contact, moleculele se apropie atât de mult încât încep să se atragă reciproc. Dar corpul continuă să se miște, atomii se îndepărtează unul de celălalt, legăturile dintre ei se rup. Acest lucru face ca atomii eliberați de atracție să vibreze. Aproximativ modul în care oscilează un arc eliberat de tensiune. Percepem aceste vibrații ale moleculelor ca încălzire. De aceea frecarea este întotdeauna însoțită de o creștere a temperaturii suprafețelor de contact.
Aceasta înseamnă că există două motive care cauzează acest fenomen:
- nereguli pe suprafața corpurilor în contact;
- fortele de atractie intermoleculara.
De ce depinde forța de frecare?
Probabil ați observat frânarea bruscă a unei sănii când alunecă pe o zonă nisipoasă. Și încă o observație interesantă: atunci când este o persoană pe sanie, ea va merge într-un sens în jos de deal. Și dacă doi prieteni alunecă împreună, sania se va opri mai repede. Prin urmare, forța de frecare este:
- depinde de materialul suprafețelor de contact;
- în plus, frecarea crește odată cu creșterea greutății corporale;
- acţionează în direcţia opusă mişcării.
Minunata știință a fizicii este de asemenea bună, deoarece multe dependențe pot fi exprimate nu numai în cuvinte, ci și sub formă de semne (formule) speciale. Pentru forța de frecare arată astfel:
Ftr = kN Unde:
Ftr - forta de frecare.
k - coeficientul de frecare, care reflectă dependența forței de frecare de material și curățenia prelucrării acestuia. Să zicem, dacă metalul se rostogolește pe metal k=0,18, dacă patinezi pe gheață k=0,02 (coeficientul de frecare este întotdeauna mai mic de unu);
N este forța care acționează asupra suportului. Dacă corpul se află pe o suprafață orizontală, această forță este egală cu greutatea corpului. Pentru un plan înclinat are o greutate mai mică și depinde de unghiul de înclinare. Cu cât toboganul este mai abrupt, cu atât este mai ușor să aluneci în jos și cu atât poți călători mai mult.
Și, calculând forța statică de frecare a dulapului folosind această formulă, vom afla ce forță trebuie aplicată pentru a-l muta de la locul său.
Munca forței de frecare
Dacă asupra unui corp acționează o forță, sub influența căreia corpul se mișcă, atunci se lucrează întotdeauna. Lucrarea forței de frecare are propriile sale caracteristici: la urma urmei, nu provoacă mișcare, ci o împiedică. Prin urmare, munca pe care o face este va fi întotdeauna negativ, adică cu semnul minus, indiferent în ce direcție se mișcă corpul.
Frecarea este prieten sau dușman
Forțele de frecare ne însoțesc peste tot, aducând un rău tangibil și... beneficii enorme. Să ne imaginăm că frecarea a dispărut. Un observator uluit ar vedea: munții se prăbușesc, copacii smulși singuri din pământ, vânturile uraganelor și valurile marii domină la nesfârșit pământul. Toate corpurile alunecă în jos undeva, transportul se destramă în părți separate, din moment ce șuruburile nu își îndeplinesc rolul fără frecare, un monstru invizibil ar fi dezlegat toate șireturile și nodurile, mobilierul, neprins de forțele de frecare, a alunecat în colţul cel mai de jos al camerei.
Să încercăm să scăpăm, să scăpăm din acest haos, dar fără frecare Nu vom putea face niciun pas. La urma urmei, frecarea este cea care ne ajută să împingem de pe sol atunci când mergem. Acum este clar de ce drumurile alunecoase sunt acoperite cu nisip iarna...
Și, în același timp, uneori frecarea provoacă daune semnificative. Oamenii au învățat să reducă și să crească frecarea, obținând beneficii enorme din aceasta. De exemplu, roțile au fost inventate pentru a trage sarcini grele, înlocuind frecarea de alunecare cu rularea, care este semnificativ mai mică decât frecarea de alunecare.
Pentru că un corp rulant nu trebuie să prindă multe neregularități mici ale suprafeței, ca atunci când corpurile alunecă. Apoi roțile au fost echipate cu anvelope cu un model adânc (benzi de rulare).
Ați observat că toate anvelopele sunt din cauciuc și negre?
Se pare că cauciucul ține bine roțile pe drum, iar cărbunele adăugat cauciucului îi conferă o culoare neagră și rigiditatea și rezistența necesare. În plus, în cazul unor accidente pe drum, vă permite să măsurați distanța de frânare. La urma urmei, la frânare, anvelopele lasă un semn negru clar.
Dacă este necesar, reduceți frecarea, utilizați uleiuri lubrifiante și lubrifiant uscat cu grafit. O invenție remarcabilă a fost creația diferite tipuri rulmenți cu bile. Sunt folosite într-o mare varietate de mecanisme, de la biciclete până la cele mai recente avioane.
Există frecare în lichide?
Când un corp este staționar în apă, frecarea cu apa nu are loc. Dar de îndată ce începe să se miște, apare fricțiunea, adică. Apa rezistă mișcării oricăror corpuri din ea.
Aceasta înseamnă că malul, creând frecare, „încetinește” apa. Și, deoarece frecarea apei de pe țărm îi reduce viteza, nu ar trebui să înotați în mijlocul râului, deoarece acolo curentul este mult mai puternic. Peștii și animalele marine au o formă astfel încât frecarea corpului lor cu apa să fie minimă.
Designerii oferă aceeași raționalizare submarinelor.
Prezentarea noastră la alții fenomene naturale va continua. Ne vedem din nou, prieteni!
Dacă acest mesaj ți-a fost de folos, m-aș bucura să te văd
Dacă încercați să mutați un dulap greu plin de lucruri, atunci cumva va deveni imediat clar că totul nu este atât de simplu și ceva este în mod clar în cale cauza buna punând lucrurile în ordine.
- Iar obstacolul în calea mișcării nu va fi altceva decât munca forței de frecare, care se studiază la cursul de fizică clasa a VII-a.
Întâmpinăm frecări la fiecare pas. În cel mai adevărat sens al cuvântului. Ar fi mai corect să spunem că fără frecare nu putem face nici măcar un pas, deoarece forțele de frecare sunt cele care ne țin picioarele la suprafață.
Oricare dintre noi știe ce înseamnă să mergi pe o suprafață foarte alunecoasă - pe gheață, dacă acest proces poate fi numit mers. Adică, vedem imediat avantajele evidente ale forței de frecare. Cu toate acestea, înainte de a vorbi despre beneficiile sau daunele forțelor de frecare, să ne gândim mai întâi ce este forța de frecare în fizică.
Forța de frecare în fizică și tipurile acesteia
Interacțiunea care are loc în punctul de contact a două corpuri și împiedică mișcarea relativă a acestora se numește frecare. Iar forța care caracterizează această interacțiune se numește forță de frecare.
- Există trei tipuri de frecare: frecare de alunecare, frecare statică și frecare de rulare.
Frecare statică
În cazul nostru, când am încercat să mutăm dulapul, am zburlit, am împins și ne-am îmbujorat, dar nu am mișcat dulapul nici un centimetru. Ce ține cabinetul pe loc? Forța de frecare statică. Acum, un alt exemplu: dacă punem mâna pe un caiet și o mișcăm de-a lungul mesei, atunci caietul se va mișca împreună cu mâna noastră, ținută de aceeași forță de frecare statică.
Frecare staticăține cuiele înfipte în perete, împiedică șireturile să se dezlege spontan și, de asemenea, ne ține dulapul în loc, astfel încât noi, sprijinindu-ne din greșeală umerii pe el, să nu alergăm peste pisica noastră iubită, care s-a întins brusc să tragă un pui de somn în liniște. și liniște între dulap și perete.
Frecare de alunecare
Să ne întoarcem la dulapul nostru proverbial. În cele din urmă, ne-am dat seama că nu o vom putea muta singuri și am chemat un vecin pentru ajutor. La final, după ce am zgâriat toată podeaua, am transpirat, am speriat pisica, dar tot nu am descărcat lucrurile din dulap, am mutat-o în alt colț.
Ce am găsit în afară de nori de praf și o bucată de perete neacoperită cu tapet? Că atunci când am aplicat o forță care depășește forța de frecare statică, dulapul nu numai că s-a deplasat de la locul său, dar și (cu ajutorul nostru, desigur) a continuat să se deplaseze mai departe, în locul de care aveam nevoie. Și efortul care a trebuit depus pentru mutarea acestuia a fost aproximativ același pe parcursul întregii călătorii.
- ÎN în acest caz, a intervenit cu noi forța de frecare de alunecare. Forța de frecare de alunecare, ca și forța de frecare statică, este direcționată în direcția opusă forței aplicate.
Frecare de rulare
În cazul în care un corp nu alunecă pe o suprafață, ci se rostogolește, frecarea care apare în punctul de contact se numește frecare de rulare. Roata care rulează este ușor apăsată în șosea, iar în fața ei se formează o mică denivelare, care trebuie depășită. Aceasta este ceea ce cauzează frecarea de rulare.
Cu cât drumul este mai greu, cu atât mai puțină frecare la rulare. Acesta este motivul pentru care conducerea pe autostradă este mult mai ușor decât conducerea pe nisip. În marea majoritate a cazurilor, frecarea de rulare este semnificativ mai mică decât frecarea de alunecare. De aceea, roțile, rulmenții și așa mai departe sunt utilizate pe scară largă.
Cauzele forțelor de frecare
Primul este rugozitatea suprafeței. Acest lucru este bine înțeles folosind exemplul plăcilor de podea sau a suprafeței Pământului. În cazul suprafețelor mai netede, precum gheața sau un acoperiș acoperit cu foi de metal, rugozitatea este aproape invizibilă, dar asta nu înseamnă că nu există. Aceste rugozități și nereguli se agață una de cealaltă și interferează cu mișcarea.
Al doilea motiv este o atracție intermoleculară care acționează în punctele de contact ale corpurilor de frecare. Totuși, al doilea motiv apare în principal doar în cazul corpurilor foarte bine lustruite. Practic, avem de-a face cu prima cauză a forțelor de frecare. Și în acest caz, pentru a reduce forța de frecare, se folosește adesea lubrifiant.
- Un strat de lubrifiant, cel mai adesea lichid, separă suprafețele de frecare, iar straturile de lichid se freacă unele de altele, forța de frecare în care este de câteva ori mai mică.
Eseu pe tema „Forța de frecare”
La cursul de fizică de clasa a VII-a se dau școlari sarcina de a scrie un eseu pe tema „Forța de frecare”. Un exemplu de eseu pe această temă ar fi cam așa:
„Să presupunem că ne-am hotărât să mergem să o vizităm pe bunica noastră cu trenul în timpul sărbătorilor. Și nu știu că tocmai în acest moment, brusc, fără niciun motiv, forța de frecare a dispărut. Ne trezim, ne ridicăm din pat și cădem, deoarece nu există forță de frecare între podea și picioare.
Începem să ne încălțăm și nu putem lega șireturile, care nu se țin din cauza lipsei de frecare. Scările sunt în general dificile, liftul nu funcționează - este de mult timp la subsol. După ce am numărat absolut toți pașii cu coccisul și ne-am târât cumva până la oprire, am descoperit o nouă problemă: nici un autobuz nu a oprit la stație.
Ne-am urcat în mod miraculos în tren, ne-am gândit cât de frumos este - este bine aici, se consumă mai puțin combustibil, deoarece pierderile prin frecare sunt reduse la zero, vom ajunge acolo mai repede. Dar iată problema: nu există nicio forță de frecare între roți și șine și, prin urmare, nu există nimic din care să împingă trenul! Deci, în general, nu este cumva soarta să mergi la bunica fără forța de frecare.”
Beneficiile și daunele frecării
Desigur, aceasta este o fantezie și este plină de simplificări lirice. În viață totul este puțin diferit. Dar, de fapt, în ciuda faptului că există dezavantaje evidente ale forței de frecare, care ne creează o serie de dificultăți în viață, este evident că fără existența forțelor de frecare ar fi mult mai multe probleme. Deci trebuie să vorbim atât despre daunele forțelor de frecare, cât și despre beneficiile acelorași forțe de frecare.
Exemple de aspecte utile ale forțelor de frecare se poate spune că putem merge pe pământ, că hainele noastre nu se destramă, deoarece firele din țesătură sunt ținute pe loc datorită acelorași forțe de frecare, că, turnând nisip pe un drum înghețat, îmbunătățim tracțiunea pentru pentru a evita un accident.
Bine daune cauzate de forțele de frecare este problema deplasării sarcinilor mari, problema uzurii suprafețelor de frecare, precum și imposibilitatea creării unei mașini cu mișcare perpetuă, deoarece din cauza frecării orice mișcare se oprește mai devreme sau mai târziu, necesitând o influență externă constantă.
Oamenii au învățat să se adapteze și reducerea sau creșterea forțelor de frecare, in functie de necesitate. Acestea includ roți, lubrifiere, ascuțire și multe altele. Există o mulțime de exemple și este evident că este imposibil să spui fără echivoc: frecarea este bună sau rea. Dar există, iar sarcina noastră este să învățăm cum să-l folosim în beneficiul uman.
Ai nevoie de ajutor cu studiile tale?
Subiect anterior: Relația dintre gravitație și masa corporală: un dinamometru.Următorul subiect: Fricații în natură, viața de zi cu zi și tehnologie: chiar mai multe EXEMPLE
Chemat uscat. În caz contrar, frecarea se numește „fluid”. O trăsătură caracteristică a frecării uscate este prezența frecării statice.
S-a stabilit experimental că forța de frecare depinde de forța de presiune a corpurilor unul asupra celuilalt (forța de reacție a suportului), de materialele suprafețelor de frecare, de viteza de mișcare relativă și Nu depinde de zona de contact. (Acest lucru se poate explica prin faptul că niciun corp nu este absolut plat. Prin urmare, aria de contact adevărată este mult mai mică decât cea observată. În plus, prin creșterea ariei, reducem presiunea specifică a corpurilor unul asupra celuilalt.) Se numește cantitatea care caracterizează suprafețele de frecare coeficientul de frecare, și este cel mai adesea notat cu litera latină „k” sau litera greacă „μ”. Depinde de natura și calitatea prelucrării suprafețelor de frecare. În plus, coeficientul de frecare depinde de viteză. Cu toate acestea, cel mai adesea această dependență este slab exprimată și, dacă nu este necesară o precizie mai mare a măsurării, atunci „k” poate fi considerat constant.
La o primă aproximare, mărimea forței de frecare de alunecare poate fi calculată folosind formula:
Unde
coeficient de frecare de alunecare,
Forța normală de reacție a solului.
Conform fizicii interacțiunii, frecarea este de obicei împărțită în:
- Uscați, atunci când solidele interacționează nu sunt separate de straturi/lubrifianți suplimentari - un caz foarte rar în practică. Caracteristică trăsătură distinctivă frecare uscată - prezența unei forțe de frecare statice semnificative.
- Uscați cu lubrifiant uscat (pulbere de grafit)
- Lichid, în timpul interacțiunii corpurilor separate de un strat de lichid sau gaz (lubrifiant) de grosime variabilă - de regulă, apare în timpul frecării de rulare, când corpurile solide sunt scufundate într-un lichid;
- Mixt, când zona de contact conține zone de frecare uscată și lichidă;
- Limita, când zona de contact poate conține straturi și zone de natură diferită (filme de oxid, lichid etc.) este cel mai frecvent caz de frecare de alunecare.
Datorită complexității proceselor fizico-chimice care au loc în zona de interacțiune de frecare, procesele de frecare în mod fundamental nu pot fi descrise folosind metodele mecanicii clasice.
În procesele mecanice, o transformare are loc întotdeauna într-o măsură mai mare sau mai mică. mișcare mecanicăîn alte forme de mișcare a materiei (cel mai adesea în forma termică de mișcare). În acest din urmă caz, interacțiunile dintre corpuri se numesc forțe de frecare.
Experimentele cu mișcarea diferitelor corpuri în contact (solide pe solide, solide în lichid sau gaz, lichide în gaz etc.) cu diferite stări ale suprafețelor de contact arată că forțele de frecare apar în timpul mișcării relative a corpurilor în contact și sunt direcționate. împotriva vectorului viteza relativa tangențială la suprafața de contact. În acest caz, încălzirea corpurilor care interacționează are loc întotdeauna.
Forțele de frecare sunt interacțiunile tangențiale dintre corpurile în contact care apar în timpul mișcării lor relative. Forțele de frecare care apar în timpul mișcării relative a diferitelor corpuri se numesc forțe de frecare exterioare.
Forțele de frecare apar și în timpul mișcării relative a părților aceluiași corp. Frecarea dintre straturile aceluiasi corp se numeste frecare interna.
În mișcările reale apar întotdeauna forțe de frecare de magnitudine mai mare sau mai mică. Prin urmare, la întocmirea ecuațiilor de mișcare, strict vorbind, trebuie să introducem întotdeauna forța de frecare F tr în numărul de forțe care acționează asupra corpului.
Un corp se mișcă uniform și rectiliniu atunci când o forță externă echilibrează forța de frecare care apare în timpul mișcării.
Pentru a măsura forța de frecare care acționează asupra unui corp, este suficient să măsurați forța care trebuie aplicată corpului pentru ca acesta să se miște fără accelerație.
Fundația Wikimedia.
- 2010.
- Forța destinului (operă)
Forță elastică
Vedeți ce este „Forța de frecare de alunecare” în alte dicționare: forța de frecare statică - limitarea frecării Forţa de frecare statică în momentul începerii alunecării. Cod IFToMM: 3.5.48 Secțiunea: DINAMICA MECANISMELOR...
Teoria mecanismelor și mașinilor COEFICIENT DE FRICȚIE - cantitate care caracterizează frecarea externă. În funcție de tipul de mișcare a unui corp asupra altuia, T...
Enciclopedie fizică Coeficientul de frecare
- raportul dintre forța de frecare F și reacția T, îndreptată normal pe suprafața de atingere, care apare atunci când se aplică o sarcină apăsând un corp pe altul: f = F/T. Deoarece caracteristica folosită la efectuarea calculelor tehnice este... ... frecare - Frecare, frecare. Este curios să vedem combinația a trei tipuri de sensuri nominative în cuvântul frecare. Termenul mecanic de frecare a fost folosit pentru a caracteriza relații publice . Acest lucru s-a întâmplat în limbaj literar
ultima treime a secolului al XIX-lea, nu mai devreme... ... Istoria cuvintelor PUTERE - mărimea vectorială este o măsură a impactului mecanic asupra corpului de la alte corpuri, precum și a intensității altor forțe fizice. procese și domenii. Forțele sunt diferite: (1) C. Amperi, forța cu care (vezi) acționează asupra unui conductor care transportă curent; direcția vectorului forță... ...
Marea Enciclopedie Politehnică Coeficientul de frecare - Frecarea este procesul de interactiune dintre corpurile solide atunci cand acestea mișcare relativă
(deplasare) sau când un corp solid se deplasează într-un mediu lichid sau gazos. Altfel numită interacțiune de frecare. Studierea proceselor de frecare... ... Wikipedia- Forțele de frecare de alunecare sunt forțe care apar între corpurile care vin în contact în timpul mișcării lor relative. Dacă nu există un strat lichid sau gazos (lubrifiant) între corpuri, atunci o astfel de frecare se numește uscată. Altfel, frecare... ... Wikipedia
frecare externă de alunecare- frecarea de contact este rezistenta mecanica la miscarea unui corp pe suprafata altuia; în zona de deformare are loc în timpul interacțiunii sculei și materialului în curs de prelucrare. Caracteristici ale frecării de contact în timpul procesării... ... Dicţionar enciclopedicîn metalurgie
Rulment cu manșon- Rulment de rulare cu inel exterior fix Un rulment este un dispozitiv tehnic care face parte dintr-un suport care susține un arbore, ax sau altă structură, fixează o poziție în spațiu, asigură rotație, balansare sau liniară... ... Wikipedia
Rulment cu manșon- un suport sau ghidaj al unui Mecanism sau mașină (vezi Mașină), în care se produce frecarea la alunecarea suprafețelor de îmbinare. Pe baza direcției de percepție a sarcinii, se face o distincție între lagărele de sarcină radiale și axiale (de tracțiune). În funcție de modul de lubrifiere... Marea Enciclopedie Sovietică
Corpurile interacționează între ele în moduri diferite. Un tip de interacțiune este frecarea. Înainte de a înțelege complexitatea frecării uscate și vâscoase, vom răspunde la două întrebări. Ce este forța de frecare și când apare?
Ce este forța de frecare?
Forța de frecare este o forță care apare atunci când corpurile intră în contact și le împiedică mișcarea relativă.
Frecarea apare din cauza interacțiunii dintre atomi și moleculele corpurilor atunci când acestea intră în contact unul cu celălalt.
Natura forței de frecare este electromagnetică.
Ca și în cazul oricărei alte interacțiuni, a treia lege a lui Newton este valabilă pentru frecare. Dacă o forță de frecare acționează asupra unuia dintre cele două corpuri care interacționează, atunci o forță de aceeași magnitudine acționează asupra celuilalt corp în direcția opusă.
Există frecare uscată și vâscoasă, forță de frecare statică, forță de frecare de alunecare, forță de frecare de rulare.
Frecarea uscată este frecarea care are loc între corpurile solide în absența unui strat lichid sau gazos între ele. Forța de frecare este direcționată tangențial la suprafețele de contact.
Să ne imaginăm că un corp, de exemplu, un bloc culcat pe o masă, este acționat de o forță externă. Această forță tinde să miște blocul de la locul său. În timp ce corpurile sunt în repaus, asupra blocului acţionează forţa de frecare statică şi, de fapt, forţa externă. Forța de frecare statică este egală cu forța externă și o echilibrează.
Când forţa exterioară depăşeşte o anumită valoare limită F t r. m a x , blocul se deplasează de la locul său. Ea este acționată și de o forță de frecare, dar aceasta nu mai este o forță de frecare statică, ci o forță de frecare de alunecare. Forța de frecare de alunecare este direcționată în direcția opusă mișcării și depinde de viteza corpului.
La hotărâre probleme fizice forța de frecare de alunecare este adesea considerată egală cu forța de frecare statică maximă, iar dependența forței de frecare de viteza relativă de mișcare a corpurilor este neglijată.
Figura de mai sus arată caracteristicile reale și idealizate ale frecării uscate. După cum putem observa, de fapt, forța de frecare de alunecare se modifică în funcție de viteză, dar modificările nu sunt atât de mari încât să nu poată fi neglijate.
Forța de frecare este proporțională cu forța reacției normale a suportului.
F t r = F t r. m a x = μ N .
Care este coeficientul de frecare de alunecare?
μ este un coeficient de proporționalitate, care se numește coeficient de frecare de alunecare. Depinde de materialele corpurilor de contact și de proprietățile acestora. Coeficientul de frecare de alunecare este o mărime adimensională care nu depășește unitatea.
Forțele de frecare de rulare apar atunci când corpurile se rostogolesc. Ele sunt de obicei neglijate la rezolvarea problemelor.
Frecare vâscoasă în lichide și gaze
Frecarea vâscoasă apare atunci când corpurile se mișcă în lichide și gaze. Forța de frecare vâscoasă este, de asemenea, direcționată în direcția opusă mișcării corpului, dar amploarea sa este mult mai mică decât forța de frecare de alunecare. Nu există frecare statică în frecarea vâscoasă.
Calcularea forței de frecare vâscoasă este mai complexă decât calcularea forței de frecare de alunecare. La viteze mici de mișcare a unui corp într-un lichid, forța de frecare vâscoasă este proporțională cu viteza corpului, iar la viteze mari - cu pătratul vitezei. În acest caz, coeficienții de proporționalitate depind de forma corpurilor este necesar să se țină seama și de proprietățile mediului însuși în care se produce mișcarea.
De exemplu, forțele de frecare vâscoase în apă și ulei vor fi diferite, deoarece aceste lichide au vâscozități diferite.
Dacă observați o eroare în text, vă rugăm să o evidențiați și să apăsați Ctrl+Enter
Distinge între frecare externŞi intern.
Frecarea externă apare atunci când există o mișcare relativă a două corpuri solide în contact (frecare de alunecare sau frecare statică).Frecare internă observat în timpul mișcării relative a părților aceluiași corp solid (de exemplu, lichid sau gaz).
Distinge uscatși lichid (sau vâscos) frecare.
Frecare uscată apare între suprafețele solidelor în absența lubrifierii.
Lichid(vâscos) este frecarea dintre corp solidşi un mediu lichid sau gazos sau straturi ale acestuia.Frecarea uscată, la rândul său, este împărțită în frecare alunecareși frecare rulare.
Să luăm în considerare legile frecării uscate (Fig. 4.5).
|
Orez. 4.5 |
 Orez. 4.6 |
Să acționăm asupra unui corp culcat pe un plan fix, forță externă, crescându-și treptat modulul. Inițial, blocul va rămâne nemișcat, ceea ce înseamnă că forța externă este echilibrată de o forță direcționată tangențial la suprafața de frecare, opusă forței. În acest caz, există forța de frecare statică.
S-a stabilit că forța maximă de frecare statică nu depinde de aria de contact dintre corpuri și este aproximativ proporțională cu modulul forțe normale de presiune N:
μ 0 – coeficientul de frecare static, în funcție de natura și starea suprafețelor de frecare.
Când modulul forță externă, și în consecință, modulul forței de frecare statică va depăși valoarea F 0, corpul va începe să alunece de-a lungul suportului - frecare statică F frecarea va fi înlocuită cu frecarea de alunecare F sk (Fig. 4.6):
| F tr = μ N, | (4.4.1) |
Unde μ este coeficientul de frecare de alunecare.
Frecarea de rulare are loc între un corp sferic și suprafața pe care se rostogolește. Forța de frecare de rulare respectă aceleași legi ca și forța de frecare de alunecare, dar coeficientul de frecare este μ; este mult mai puțin aici.
Să aruncăm o privire mai atentă asupra forței de frecare de alunecare pe un plan înclinat (Fig. 4.7).
Un corp situat pe un plan înclinat cu frecare uscată este supus la trei forțe: gravitația, forța de reacție a suportului normal și forța de frecare uscată. Forța este rezultanta forțelor și ;
| este îndreptată în jos de-a lungul planului înclinat. Din fig. 4.7 este clar că F = mg păcatul α, N = mg |
 cos α. |
Dacă F– corpul rămâne nemișcat pe un plan înclinat. Unghiul maxim de înclinare α este determinat din condiția ( F tr) max = sau μ mg sau μ cosα = F sinα, prin urmare, tan α max = μ, unde μ este coeficientul de frecare uscată. N = sau μ tr = μ
este îndreptată în jos de-a lungul planului înclinat. Din fig. 4.7 este clar că cosα,
sinα.
Când α > α max corpul se va rostogoli cu accelerație a = g
F(sinα - μcosα), sk = = ma F-F
tr. F forța externă îndreptată de-a lungul planului înclinat este aplicată corpului, apoi unghiul critic α max și accelerația corpului vor depinde de mărimea și direcția acestei forțe externe.