Версия 14:06, 16 июня 2015

Гипермаркет знаний>>Физика и астрономия>>Физика 7 класс>> Сила трения

Сила трения

Взаимодействие, которое появляется в месте соприкосновения тел и затрудняет их относительное движение, называют трением. Соответственно силу, которая характеризует это взаимодействие – силой трения.

Определение силы трения

Сила трения равна силе реакции опоры, умноженной коэффициент трения.

Формула силы трения:

Единица измерения силы трения – Н (ньютон).

Виды силы трения

Сила трения бывает трех видов: трение покоя, скольжения и качения. Давайте рассмотрим каждый вид на доступных примерах.

На столе лежат деревянные салазки, а на них стоит ведро с водой. Чтобы приподнять ведро, нужна сила в 12 кг. А теперь посмотрим, какую силу необходимо применить, дабы сместить салазки с места.

Тянем горизонтально за «плечо», сила уже равна 2 кг, но салазки все еще не двигаются, а на 3 кг они поехали.

Правда ли, что сила, которая требуется, чтобы двигать это ведро по столу, всегда равна 3 кг? Чтобы это проверить, поставим ведро на пластмассовую тарелку, потянем за динамометр и увидим, что сила уменьшилась в 2 раза, до 1,5 кг. Как думаете, с чем это связано?

Пока сила, с которой мы тянем салазки, не слишком велика, их удерживает на месте сила трения покоя. Если увеличивать тягу, вместе с ней и будет расти сила трения покоя. Но она не может стать больше какой-то определенной доли от веса салазок. Когда тяга становиться больше этой предельной силы, салазки начинают скользить по столу.

В движении нам приходиться преодолевать действие силы трения скольжения, прикладывая к салазкам внешнюю силу. Если действие внешней силы прекратится, сила трения скольжения затормозит салазки и совсем их остановит.

Мы уже знаем, что сила трения скольжения зависит от характера соприкасающихся поверхностей. А от чего она зависит еще?

Давайте возьмем прямоугольный брусок. Он весит 10 единиц.

Положим его на длинную широкую грань. Чтобы брусок скользил по столу, надо приложить к нему силу в 2 единицы. Так что и сила трения скольжения равна двум единицам.

Положим брусок на длинную узкую грань, и сила трения скольжения снова равна двум единицам. И наконец, поставим брусок на малую короткую грань, и опять, чтобы сдвинуть его, нужно приложить усилие в две единицы.

Следовательно, сила трения никак независима от площади соприкасающихся поверхностей. Теперь поставим на брусок, который сам весит 10 единиц, банку, которая весит еще 10 единиц. Теперь сила трения стала равна четырем единицам.

Поставим на брусок еще одну такую же банку. Сила трения увеличилась до 6 единиц.

Вес бруска, с поставленными на него банками, увеличился сначала вдвое, а потом втрое, и сила трения также сначала удвоилась, а потом утроилась. Таким образом, что сила трения пропорциональна силе, придавливающей брусок к столу. Сила трения мешает и препятствует движению, и кажется, что в мире без трения, можно двигаться легко и свободно.

Однако автомобиль на скользкой, лишенной трения дороге, не сможет ни разогнаться, ведь для разгона требуется хорошее сцепление колес с дорогой, ни затормозить, ни повернуть.

Кататься с ледяной горки – это конечно здорово, однако в гололедицу мы рискуем упасть на каждом шагу.

Мы используем силу трения в быту, даже не задумываясь об этом: когда застегиваем пуговицы или надеваем на голову шапку. Узел на веревке затягивается тоже за счет силы трения, которая возникает, при условии, что витки веревки прижимаются друг к другу. А если потянуть за другие концы веревки, узел легко развязывается. Резьбовое соединение тоже основано на силе трения. Гайка легко крутиться на болте, но когда она упирается в шайбу, ее резьба прижимается к резьбе болта, расклинивается и удерживается с помощью трения.

Для того, чтобы сила трения не препятствовала движению, уменьшим ее, поставив груз на колеса. Теперь его можно тянуть, прикладывая совсем небольшое усилие. Колеса позволяют заменить трение скольжение на трение качение, что дает большой выигрыш в тянущей силе.

 презентация урока