Δύναμη τριβής. Τύποι δυνάμεων ξηρής τριβής
Οι δυνάμεις τριβής εμφανίζονται όταν τα σώματα έρχονται σε επαφή ή τα μέρη τους κινούνται μεταξύ τους. Η τριβή που προκύπτει από τη σχετική κίνηση δύο σωμάτων σε επαφή ονομάζεται εξωτερική. τριβή μεταξύ τμημάτων του ίδιου στερεού σώματος (για παράδειγμα, υγρό ή αέριο) ονομάζεται εσωτερική τριβή .
Η δύναμη τριβής που εμφανίζεται όταν ένα στερεό σώμα κινείται σε σχέση με ένα υγρό ή αέριο μέσο πρέπει να ταξινομηθεί ως δύναμη εσωτερική τριβή, αφού σε αυτή την περίπτωση τα στρώματα του μέσου που βρίσκονται σε άμεση επαφή με το σώμα έλκονται από αυτό σε κίνηση με την ίδια ταχύτητα που έχει το σώμα και η κίνηση του σώματος επηρεάζεται από την τριβή μεταξύ αυτών των στρωμάτων του εξωτερικού μέσου σε αυτούς.
Ορισμός 1
Η τριβή μεταξύ των επιφανειών δύο στερεών απουσία οποιουδήποτε ενδιάμεσου στρώματος, όπως λιπαντικό μεταξύ τους, ονομάζεται ξηρός . Η τριβή μεταξύ ενός στερεού σώματος και ενός υγρού ή αερίου μέσου, καθώς και μεταξύ των στρωμάτων ενός τέτοιου μέσου ονομάζεται ιξώδης (ή υγρό). Όσον αφορά την ξηρή τριβή, υπάρχουν τριβή ολίσθησης, τριβή κύλισηςΚαι στατική τριβή.
δύναμη τριβής ολίσθησης
Η τριβή ολίσθησης συμβαίνει όταν ένα σώμα κινείται πάνω από την επιφάνεια ενός άλλου. Όσο μεγαλύτερο είναι το βάρος του σώματος και όσο μεγαλύτερος είναι ο συντελεστής τριβής μεταξύ αυτών των επιφανειών (ο συντελεστής εξαρτάται από το υλικό από το οποίο κατασκευάζονται οι επιφάνειες), τόσο μεγαλύτερη είναι η δύναμη της τριβής ολίσθησης.
Η δύναμη της τριβής ολίσθησης δεν εξαρτάται από την περιοχή των επιφανειών επαφής. Όταν κινείται, ένα μπλοκ που βρίσκεται στη μεγαλύτερη όψη του θα έχει την ίδια δύναμη τριβής ολίσθησης όπως αν ήταν τοποθετημένο στη μικρότερη επιφάνεια.
Αιτίες της δύναμης τριβής ολίσθησης:
Οι μικρότερες ανωμαλίες των επιφανειών δύο σωμάτων - μαζί τους τα σώματα προσκολλώνται το ένα στο άλλο όταν κινούνται. Αν δεν υπήρχε δύναμη τριβής ολίσθησης, τότε το σώμα, που τίθεται σε κίνηση από μια βραχυπρόθεσμη δράση μιας δύναμης πάνω του, θα συνέχιζε να κινείται ομοιόμορφα. Ωστόσο, δεδομένου ότι η δύναμη τριβής ολίσθησης υπάρχει, και στρέφεται ενάντια στην κίνηση του σώματος, το σώμα σταδιακά σταματά.
Διαμοριακές αλληλεπιδράσεις στις επιφάνειες επαφής δύο σωμάτων. Αυτή η αλληλεπίδραση μπορεί να συμβεί μόνο σε πολύ λείες, καλά γυαλισμένες επιφάνειες. Μόρια διαφορετικών σωμάτων βρίσκονται πολύ κοντά το ένα στο άλλο και έλκονται. Εξαιτίας αυτού, η κίνηση του σώματος αναστέλλεται.
Το διάνυσμα δύναμης τριβής ολίσθησης $\overline(F)_(mp) $ κατευθύνεται πάντα αντίθετα από το διάνυσμα της ταχύτητας του σώματος σε σχέση με το σώμα που έρχεται σε επαφή με αυτό. Επομένως, η δράση της δύναμης τριβής ολίσθησης οδηγεί πάντα σε μείωση του συντελεστή της σχετικής ταχύτητας των σωμάτων.
Δύναμη τριβής κύλισης
Η δύναμη τριβής κύλισης εμφανίζεται όταν ένα άλλο, συνήθως στρογγυλό, κυλά πάνω από την επιφάνεια ενός σώματος. Για παράδειγμα, οι τροχοί των οχημάτων κυλούν στο δρόμο, ένα βαρέλι γυρισμένο στο πλάι από έναν λόφο, μια μπάλα στο πάτωμα. Η δύναμη τριβής κύλισης είναι πολύ μικρότερη από τη δύναμη τριβής ολίσθησης. Θυμηθείτε, είναι πιο εύκολο να μεταφέρετε μια μεγάλη τσάντα σε τροχούς παρά να τη σύρετε κατά μήκος του εδάφους. Ο λόγος έγκειται στον διαφορετικό τρόπο επαφής μεταξύ του κινούμενου σώματος και της επιφάνειας. Κατά την κύλιση, ο τροχός, όπως ήταν, πιέζει, συνθλίβει την επιφάνεια κάτω από τον εαυτό του, απωθεί από αυτήν. Ένας τροχός κύλισης δεν χρειάζεται να πιάνει πολλές μικρές επιφανειακές ανωμαλίες, όπως όταν ολισθαίνουν τα αμαξώματα.
Παρατήρηση 1
Όσο πιο σκληρή είναι η επιφάνεια, τόσο μικρότερη είναι η δύναμη τριβής κύλισης. Για παράδειγμα, είναι πιο δύσκολο να κάνεις ποδήλατο στην άμμο παρά στην άσφαλτο, αφού στην άμμο πρέπει να ξεπεράσεις μια μεγάλη δύναμη τριβής κύλισης. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι είναι ευκολότερο να σπρώχνονται από σκληρές επιφάνειες, δεν πιέζονται έντονα. Μπορεί να ειπωθεί ότι η δύναμη που δρα από την πλευρά του τροχού σε μια συμπαγή επιφάνεια δεν δαπανάται για παραμόρφωση, αλλά σχεδόν όλη επιστρέφει με τη μορφή μιας κανονικής δύναμης αντίδρασης του υποστηρίγματος.
στατική δύναμη τριβής
Η δύναμη που προκύπτει στο όριο επαφής μεταξύ των σωμάτων απουσία σχετικής κίνησης των σωμάτων ονομάζεται δύναμη στατικής τριβής.
Η δύναμη στατικής τριβής $\overline(F)_(mp) $ είναι ίση σε συντελεστή εξωτερική δύναμη$\overline(F)$, που κατευθύνεται εφαπτομενικά στην επιφάνεια επαφής των σωμάτων και αντίθετα προς αυτήν στην κατεύθυνση:
Η στατική δύναμη τριβής είναι παντού γύρω μας. Όλα τα αντικείμενα που βρίσκονται σε άλλα σώματα συγκρατούνται από τη στατική δύναμη τριβής. Η στατική δύναμη τριβής είναι ακόμη αρκετή για να συγκρατεί αντικείμενα σε κεκλιμένες επιφάνειες. Για παράδειγμα, ένα άτομο μπορεί να σταθεί σε μια πλαγιά λόφου, ένα μπλοκ που βρίσκεται ακίνητο σε έναν ελαφρώς κεκλιμένο χάρακα. Επιπλέον, λόγω της δύναμης της στατικής τριβής, είναι δυνατές μορφές κίνησης όπως το περπάτημα και η ιππασία. Σε αυτές τις περιπτώσεις υπάρχει «κόλληση» με την επιφάνεια λόγω της στατικής δύναμης τριβής, με αποτέλεσμα να καθίσταται δυνατή η απώθηση από την επιφάνεια.
Οι αιτίες της στατικής δύναμης τριβής είναι οι ίδιες με αυτές της δύναμης τριβής ολίσθησης.
Η στατική δύναμη τριβής προκύπτει όταν γίνεται προσπάθεια να μετακινηθεί ένα όρθιο σώμα. Όσο η δύναμη που προσπαθεί να μετακινήσει το σώμα είναι μικρότερη από τη στατική δύναμη τριβής, το σώμα θα παραμείνει στη θέση του. Μόλις αυτή η δύναμη υπερβεί μια ορισμένη μέγιστη δύναμη στατικής τριβής για αυτά τα δύο σώματα, το ένα σώμα θα αρχίσει να κινείται σε σχέση με το άλλο και η δύναμη τριβής ολίσθησης ή κύλισης θα ενεργήσει ήδη πάνω του.
Παρατήρηση 2
Στις περισσότερες περιπτώσεις, η μέγιστη δύναμη στατικής τριβής είναι ελαφρώς μεγαλύτερη από τη δύναμη της τριβής ολίσθησης. Έτσι, για να ξεκινήσετε τη μετακίνηση του ντουλαπιού, πρέπει πρώτα να κάνετε λίγη περισσότερη προσπάθεια από την εφαρμογή τους όταν το ντουλάπι κινείται ήδη. Συχνά η διαφορά μεταξύ των δυνάμεων της στατικής τριβής και της τριβής ολίσθησης αγνοείται, θεωρώντας τις ίσες.
Στο απλούστερο μοντέλο ξηρής τριβής, ικανοποιούνται οι ακόλουθοι νόμοι. Αποτελούν γενίκευση πειραματικών γεγονότων και είναι κατά προσέγγιση:
η μέγιστη τιμή της στατικής δύναμης τριβής είναι ίση με τη δύναμη τριβής ολίσθησης.
η απόλυτη τιμή της δύναμης τριβής ολίσθησης είναι ευθέως ανάλογη με τη δύναμη αντίδρασης του στηρίγματος: $\overline(F)_(mp) =\mu N$, και ο συντελεστής αναλογικότητας $\mu $ ονομάζεται συντελεστής τριβής ;
ο συντελεστής τριβής δεν εξαρτάται από την ταχύτητα του σώματος σε μια τραχιά επιφάνεια.
ο συντελεστής τριβής δεν εξαρτάται από την περιοχή των επιφανειών επαφής.
Παράδειγμα 1
Οι μαθητές τοποθέτησαν έναν μαγνήτη βάρους 30$ g στον μαυροπίνακα. Ο μαγνήτης πιέζεται πάνω στην σανίδα με δύναμη $6 H$. Ποια δύναμη πρέπει να ασκηθεί για να σύρετε τον μαγνήτη προς τα κάτω και να τον μετακινήσετε κάθετα προς τα πάνω εάν ο συντελεστής τριβής είναι $0,3 $;
Δίνονται: $m=30$r, $N=6 H$, $\mu =0,3$.
Εύρεση: $F_(1) $, $F_(2) $-?
Λύση:
Εικόνα 1.
Για να μετακινήσετε τον μαγνήτη προς τα κάτω, το άθροισμα της βαρύτητας $mg$ και της πρόσθετης ασκούμενης δύναμης $F_(1) $ πρέπει να είναι ίσο με τη δύναμη τριβής $F_(B@) $ (ή μεγαλύτερη):
$mg+F=F_(mp) $ (1).
Από τον τύπο (1) και από τον γενικό τύπο για τη δύναμη τριβής
βρίσκουμε την απαιτούμενη δύναμη που απαιτείται για να γλιστρήσει ο μαγνήτης προς τα κάτω:
$F_(mp) =\mu N$($N$ είναι η δύναμη με την οποία πιέζεται ο μαγνήτης στην πλακέτα):
$F_(1) =\mu N-mg=1,5 H$.
Για μια ανοδική δύναμη, η εξίσωση (1) έχει τη μορφή:
$F_(2) =\mu N+mg=2,1 H$
Απάντηση:$F_(1) =1,5 H$, $F_(2) =2,1 H$.
Στείλτε την καλή δουλειά σας στη βάση γνώσεων είναι απλή. Χρησιμοποιήστε την παρακάτω φόρμα
Φοιτητές, μεταπτυχιακοί φοιτητές, νέοι επιστήμονες που χρησιμοποιούν τη βάση γνώσεων στις σπουδές και την εργασία τους θα σας είναι πολύ ευγνώμονες.
Δεν υπάρχει ακόμα έκδοση HTML της εργασίας.
Μπορείτε να κατεβάσετε το αρχείο της εργασίας κάνοντας κλικ στον παρακάτω σύνδεσμο.
Παρόμοια Έγγραφα
Δυνάμεις που προκύπτουν μεταξύ των σωμάτων σε επαφή με τη σχετική κίνησή τους. Προσδιορισμός του μεγέθους και της κατεύθυνσης της δύναμης τριβής ολίσθησης, ο νόμος Amonton-Coulomb. Είδη τριβής σε μηχανισμούς και μηχανές. Πιάστε με την επιφάνεια ως μέσο κίνησης.
παρουσίαση, προστέθηκε 16/12/2014
Χαρακτηρισμός προσεγγιστικών μεθόδων για τον προσδιορισμό του συντελεστή τριβής ολίσθησης, χαρακτηριστικά υπολογισμού του για διάφορα υλικά. Η τιμή και ο υπολογισμός της δύναμης τριβής σύμφωνα με το νόμο του Coulomb. Η διάταξη και η αρχή λειτουργίας της εγκατάστασης για τον προσδιορισμό του συντελεστή τριβής.
εργαστηριακές εργασίες, προστέθηκε 01/12/2010
Η ιστορία της εμφάνισης της δύναμης τριβής - η διαδικασία αλληλεπίδρασης των σωμάτων κατά τη σχετική κίνησή τους (μετατόπιση) ή όταν ένα σώμα κινείται σε αέριο ή υγρό μέσο. Η εμφάνιση δυνάμεων τριβής ολίσθησης και ανάπαυσης στη συμβολή συνεχόμενων σωμάτων, μέθοδοι αναγωγής.
περίληψη, προστέθηκε 30/07/2015
Η αιτία της δύναμης τριβής και τα παραδείγματά της: η κίνηση του άξονα του τροχού, μια μπάλα που κυλά σε οριζόντιο δάπεδο. Τύποι υπολογισμού της δύναμης τριβής στη φυσική. Ο ρόλος της δύναμης τριβής στη ζωή στη Γη: η εφαρμογή του περπατήματος, η περιστροφή των κινητήριων τροχών του πληρώματος.
παρουσίαση, προστέθηκε 16/01/2011
Βαρυτικές, ηλεκτρομαγνητικές και πυρηνικές δυνάμεις. Αλληλεπίδραση στοιχειωδών σωματιδίων. Η έννοια της βαρύτητας και της βαρύτητας. Προσδιορισμός της ελαστικής δύναμης και των κύριων τύπων παραμόρφωσης. Χαρακτηριστικά των δυνάμεων τριβής και των δυνάμεων ηρεμίας. Εκδηλώσεις τριβής στη φύση και την τεχνολογία.
παρουσίαση, προστέθηκε 24/01/2012
Δύναμη τριβής ως δύναμη που προκύπτει από την επαφή των σωμάτων, που κατευθύνεται κατά μήκος του ορίου επαφής και εμποδίζει τη σχετική κίνηση των σωμάτων. Αιτίες τριβής. Δύναμη τριβής ανάπαυσης, ολίσθησης και κύλισης. Εφαρμογή λιπαντικών και ρουλεμάν.
παρουσίαση, προστέθηκε 11/12/2013
Η τριβή ως διαδικασία αλληλεπίδρασης στερεών σωμάτων με σχετική κίνηση ή με κίνηση στερεού σώματος σε αέριο ή υγρό μέσο. Είδη τριβής, υπολογισμός στατικής τριβής, ολίσθηση και κύλιση. Υπολογισμός συντελεστών τριβής για διάφορα ζεύγη επιφανειών.
πρακτική εργασία, προστέθηκε 05/10/2010
Μεταξύ των επιφανειών των στερεών που έρχονται σε επαφή.
Τριβή ανάπαυσης.Δοκιμάστε να μετακινήσετε ένα χοντρό βιβλίο που βρίσκεται στο τραπέζι με το δάχτυλό σας. Το βιβλίο θα παραμείνει στη θέση του έως ότου η δύναμη που ασκεί πάνω του φτάσει σε μια ορισμένη τιμή. Αυτό το γεγονός είναι αρκετά οικείο, αλλά, αν το καλοσκεφτείς, είναι μάλλον περίεργο και ακατανόητο.
Τελικά τι σημαίνει αυτό; Έχετε εφαρμόσει κάποια δύναμη στο βιβλίο, ας πούμε, κατά μήκος της επιφάνειας του τραπεζιού, και το βιβλίο παραμένει σε ηρεμία. Επομένως, μεταξύ του βιβλίου και της επιφάνειας του τραπεζιού υπάρχει μια δύναμη που στρέφεται ενάντια στη δύναμη με την οποία ενεργείτε στο βιβλίο, και ακριβώς ίση με αυτήν σε απόλυτη τιμή. Σπρώχνεις το βιβλίο με περισσότερη δύναμη, αλλά παραμένει στη θέση του. Αυτό σημαίνει ότι αυξάνεται και η δύναμη της τριβής.
Η δύναμη της τριβής που ενεργεί μεταξύ δύο σωμάτων που είναι ακίνητα μεταξύ τους ονομάζεται στατική δύναμη τριβής.
Εάν μια δύναμη ενεργεί σε ένα σώμα παράλληλο προς την επιφάνεια στην οποία βρίσκεται και το σώμα παραμένει ακίνητο, τότε αυτό σημαίνει ότι η δύναμη στατικής τριβής επενεργεί σε αυτό F tr, ίσο σε απόλυτη τιμή και κατευθυνόμενο προς την αντίθετη κατεύθυνση από τη δύναμη ( εικ.4.14). Επομένως, η δύναμη στατικής τριβής καθορίζεται από τη δύναμη που ασκεί σε αυτήν
Με άλλα λόγια, όταν η επιτάχυνση του σώματος είναι μηδέν, η δύναμη τριβής είναι ίση σε μέγεθος και αντίθετη ως προς τη δύναμη που, μαζί με την τριβή, δρα στο σώμα παράλληλα με την επιφάνεια επαφής του με άλλο σώμα. Εάν δεν ενεργούν άλλες δυνάμεις παράλληλα σε αυτήν την επιφάνεια, τότε η στατική τριβή θα είναι μηδενική.
Η μεγαλύτερη τιμή της δύναμης τριβής στην οποία δεν συμβαίνει ακόμη ολίσθηση ονομάζεται μέγιστη στατική δύναμη τριβής. Εάν η δύναμη που ασκείται σε ένα σώμα σε ηρεμία υπερβαίνει έστω και λίγο τη μέγιστη δύναμη στατικής τριβής, τότε το σώμα θα αρχίσει να ολισθαίνει.
Για τον προσδιορισμό της μέγιστης στατικής δύναμης τριβής, υπάρχει ένας πολύ απλός, αλλά όχι πολύ ακριβής, ποσοτικός νόμος. Φορτώστε τη ράβδο με ένα βάρος ( εικ.4.15) ίδιου βάρους με την ίδια τη ράβδο. Σε αυτή την περίπτωση, η δύναμη με την οποία η ράβδος επενεργεί στο τραπέζι κάθετα στην επιφάνεια του τραπεζιού θα αυξηθεί κατά 2 φορές. Αλλά η δύναμη σύμφωνα με τον τρίτο νόμο του Νεύτωνα είναι ίση σε απόλυτη τιμή και αντίθετη ως προς τη δύναμη της κανονικής αντίδρασης του υποστηρίγματος που ενεργεί στη ράβδο από την πλευρά του τραπεζιού. Επομένως, η δύναμη θα αυξηθεί κατά 2 φορές. Αν τώρα μετρήσουμε ξανά τη μέγιστη στατική δύναμη τριβής, θα δούμε ότι έχει αυξηθεί τόσες φορές όσες έχει αυξηθεί η δύναμη, δηλαδή 2 φορές.
Φορτώνοντας τη ράβδο με διάφορα βάρη και κάθε φορά μετρώντας τη μέγιστη στατική δύναμη τριβής, θα βεβαιωνόμαστε ότι η μέγιστη τιμή του συντελεστή της στατικής δύναμης τριβής είναι ανάλογη με το μέτρο της δύναμης της κανονικής αντίδρασης του στηρίγματος
. Αυτός ο νόμος θεσπίστηκε για πρώτη φορά πειραματικά από τον Γάλλο φυσικό Coulomb.
Αν συμβολίσουμε το μέτρο της μέγιστης στατικής δύναμης τριβής ως F tr.max, τότε μπορούμε να γράψουμε:
Οπου µ
- συντελεστής αναλογικότητας, που ονομάζεται συντελεστής στατικής τριβής. Ο συντελεστής τριβής χαρακτηρίζει και τις δύο επιφάνειες τριβής και εξαρτάται όχι μόνο από το υλικό αυτών των επιφανειών, αλλά και από την ποιότητα της επεξεργασίας τους. Ο συντελεστής τριβής προσδιορίζεται πειραματικά.
Η μέγιστη στατική δύναμη τριβής δεν εξαρτάται από την περιοχή επαφής των σωμάτων.Αν τοποθετήσουμε το μπλοκ στη μικρότερη όψη, τότε F tr.maxΔεν θα αλλάξει.
Η δύναμη στατικής τριβής ποικίλλει από μηδέν έως μέγιστη τιμή ίση με . Τι μπορεί να αλλάξει τη δύναμη της τριβής;
Το θέμα εδώ είναι αυτό. Όταν μια συγκεκριμένη δύναμη επιδρά στο σώμα, αυτό μετατοπίζεται ελαφρά (ανεπαίσθητα στο μάτι) και αυτή η μετατόπιση συνεχίζεται έως ότου εντοπιστεί η μικροσκοπική τραχύτητα των επιφανειών μεταξύ τους, έτσι ώστε, πιάνοντας τη μία μετά την άλλη, θα οδηγήσουν στο εμφάνιση μιας δύναμης που εξισορροπεί τη δύναμη. Με την αύξηση της δύναμης, το σώμα θα μετακινηθεί και πάλι ελαφρά, έτσι ώστε οι μικρότερες επιφανειακές ανωμαλίες να προσκολληθούν μεταξύ τους με διαφορετικό τρόπο και η δύναμη τριβής θα αυξηθεί. Και μόνο όταν F tr.maxγια οποιαδήποτε αμοιβαία διάταξη της τραχύτητας της επιφάνειας, η δύναμη τριβής δεν μπορεί να εξισορροπήσει τη δύναμη και θα αρχίσει η ολίσθηση.
Κατά το περπάτημα και το τρέξιμο, η στατική δύναμη τριβής δρα στα πέλματα των ποδιών, εκτός εάν τα πόδια γλιστρήσουν. Η ίδια δύναμη ασκεί και στους κινητήριους τροχούς του αυτοκινήτου. Η στατική δύναμη τριβής δρα επίσης στους κινούμενους τροχούς, αλλά ήδη επιβραδύνει την κίνηση και αυτή η δύναμη είναι πολύ μικρότερη από τη δύναμη που ασκεί στους κινητήριους τροχούς (διαφορετικά το αυτοκίνητο δεν θα μπορούσε να κινηθεί).
Στα παλιά χρόνια, όταν η ικανότητα της στατικής δύναμης τριβής να παίρνει διαφορετικές τιμές δεν ήταν πολύ καλά κατανοητή, αμφέβαλλαν ότι μια ατμομηχανή θα μπορούσε να κινηθεί σε λείες ράγες. Θεωρήθηκε ότι η τριβή που φρενάρει τους κινούμενους τροχούς θα ήταν ίση με τη δύναμη τριβής που ασκείται στους κινητήριους τροχούς. Πρότειναν μάλιστα να γίνουν οι κινητήριοι τροχοί με γρανάζια και να τοποθετηθούν ειδικές ράγες ταχυτήτων για αυτούς.
Τριβή ολίσθησης.Κατά την ολίσθηση, η δύναμη τριβής εξαρτάται όχι μόνο από την κατάσταση των επιφανειών τριβής, αλλά και από τη σχετική ταχύτητα των σωμάτων, και αυτή η εξάρτηση από την ταχύτητα είναι αρκετά περίπλοκη. Η εμπειρία δείχνει ότι συχνά (αν και όχι πάντα) στην αρχή της ολίσθησης, όταν η σχετική ταχύτητα είναι ακόμη μικρή, η δύναμη τριβής γίνεται κάπως μικρότερη από τη μέγιστη στατική δύναμη τριβής. Μόνο τότε, όσο αυξάνεται η ταχύτητα, μεγαλώνει και αρχίζει να ξεπερνά F tr.max.
Πιθανότατα έχετε παρατηρήσει ότι ένα βαρύ αντικείμενο, όπως ένα κουτί, είναι δύσκολο να μετακινηθεί και στη συνέχεια γίνεται πιο εύκολο να το μετακινήσετε. Αυτό οφείλεται ακριβώς στη μείωση της δύναμης τριβής όταν η ολίσθηση συμβαίνει σε χαμηλή ταχύτητα.
Η εξάρτηση του συντελεστή της δύναμης τριβής ολίσθησης από το μέτρο της σχετικής ταχύτητας των σωμάτων φαίνεται στο σχήμα 4.16.
Σε όχι πολύ υψηλές σχετικές ταχύτητες κίνησης, η δύναμη τριβής ολίσθησης διαφέρει ελάχιστα από τη μέγιστη δύναμη στατικής τριβής. Επομένως, περίπου μπορεί να θεωρηθεί σταθερή και ίση με τη μέγιστη στατική δύναμη τριβής:
Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό της δύναμης τριβής ολίσθησης είναι ότι κατευθύνεται πάντα αντίθετα από τη σχετική ταχύτητα των σωμάτων σε επαφή.
Η δύναμη της ολισθαίνουσας τριβής μπορεί να μειωθεί πολλές φορές με τη χρήση ενός λιπαντικού - συνήθως ένα λεπτό στρώμα υγρού (συνήθως κάποιου είδους ορυκτέλαιο) - μεταξύ των επιφανειών τριβής. Η τριβή μεταξύ ρευστών στρωμάτων δίπλα σε στερεές επιφάνειες είναι πολύ μικρότερη από ότι μεταξύ ξηρών επιφανειών. Κανένα σύγχρονο μηχάνημα, όπως ένας κινητήρας αυτοκινήτου ή τρακτέρ, δεν μπορεί να λειτουργήσει χωρίς λίπανση. Στο σχεδιασμό όλων των μηχανών προβλέπεται ειδικό σύστημα λίπανσης.
Η δύναμη της τριβής εξαρτάται από τη σχετική ταχύτητα των σωμάτων. Αυτή είναι η κύρια διαφορά του από τις δυνάμεις της βαρύτητας και της ελαστικότητας, που εξαρτώνται μόνο από τις αποστάσεις.
G.Ya.Myakishev, B.B.Bukhovtsev, N.N.Sotsky, Φυσική τάξη 10
Περιεχόμενο μαθήματος περίληψη μαθήματοςυποστήριξη πλαισίων παρουσίασης μαθήματος επιταχυντικές μέθοδοι διαδραστικές τεχνολογίες Πρακτική εργασίες και ασκήσεις εργαστήρια αυτοεξέτασης, προπονήσεις, περιπτώσεις, αναζητήσεις ερωτήσεις συζήτησης εργασιών για το σπίτι ρητορικές ερωτήσεις από μαθητές εικονογραφήσεις ήχου, βίντεο κλιπ και πολυμέσαφωτογραφίες, εικόνες γραφικά, πίνακες, σχήματα χιούμορ, ανέκδοτα, ανέκδοτα, παραβολές κόμικς, ρήσεις, σταυρόλεξα, αποσπάσματα Πρόσθετα περιλήψειςάρθρα τσιπ για περιπετειώδη cheat sheets σχολικά βιβλία βασικά και πρόσθετο γλωσσάρι όρων άλλα Βελτίωση σχολικών βιβλίων και μαθημάτωνδιόρθωση λαθών στο σχολικό βιβλίοενημέρωση ενός τεμαχίου στο σχολικό βιβλίο στοιχεία καινοτομίας στο μάθημα αντικαθιστώντας τις απαρχαιωμένες γνώσεις με νέες Μόνο για δασκάλους τέλεια μαθήματαημερολογιακό σχέδιο για το έτος μεθοδολογικές συστάσεις του προγράμματος συζήτησης Ολοκληρωμένα ΜαθήματαΕάν έχετε διορθώσεις ή προτάσεις για αυτό το μάθημα,
Μάθημα με θέμα: "Οι δυνάμεις τριβής μεταξύ των επιφανειών των στερεών σωμάτων σε επαφή"
Στόχοι μαθήματος:
Εκπαιδευτικός:
Να ενημερώσει και να εμβαθύνει τις γνώσεις των μαθητών για τη δύναμη τριβής: να μελετήσει τους τύπους των δυνάμεων ξηρής τριβής, τη φύση της εμφάνισης των δυνάμεων τριβής. να εδραιωθεί σε πειραματικά δεδομένα:
Τι καθορίζει ή δεν εξαρτάται από το μέγεθος της στατικής δύναμης τριβής;
Συγκρίνετε το μέτρο της δύναμης τριβής ανάπαυσης, ολίσθησης, κύλισης.
Καθιερώστε μια μαθηματική σχέση μεταξύ της δύναμης τριβής και της δύναμης αντίδρασης του στηρίγματος.
Εξετάστε τη φυσική σημασία του συντελεστή τριβής, λύστε ποιοτικά και υπολογιστικά προβλήματα σχετικά με το θέμα.
Στόχος ανάπτυξης:
ανάπτυξη του λόγου, ανάπτυξη της σκέψης: η ικανότητα σύγκρισης, ανάλυσης, χρήσης υλικών αναφοράς, εξαγωγής αναλογιών, εξαγωγής συμπερασμάτων. ανάπτυξη της παρατήρησης.
εκπαιδευτικός στόχος:
εκπαίδευση πειθαρχίας, επιμέλεια, ακρίβεια (κρατώντας αρχεία σε σημειωματάρια), συμμόρφωση με τους κανόνες συμπεριφοράς, ανεκτική στάση απέναντι στα λάθη των συντρόφων, περαιτέρω ανάπτυξη ατομικής και ομαδικής εργασίας στο μάθημα.
Είδος μαθήματος: μάθημα μελέτης και πρωταρχική εμπέδωση γνώσεων.
Κατεβάστε:
Λεζάντες διαφανειών:
Η μεγαλύτερη τιμή της δύναμης τριβής, στην οποία δεν υπάρχει ακόμη ολίσθηση, ονομάζεται μέγιστη στατική δύναμη τριβής:
φά
tr.max
μ - συντελεστής τριβής
Χαρακτηρίζει και τις δύο επιφάνειες τριβής.
- εξαρτάται από τα υλικά και την ποιότητα επεξεργασίας των επιφανειών τριβής.
Τριβή ολίσθησης
Η δύναμη τριβής ολίσθησης είναι η δύναμη τριβής που εμφανίζεται όταν ένα σώμα ολισθαίνει πάνω από την επιφάνεια ενός άλλου.
Εάν οι επιφάνειες των σωμάτων που έρχονται σε επαφή είναι συμπαγείς
, Οτι:
φά
τρ.καχ
φά
tr
.
Εάν οι επιφάνειες είναι χαλαρές,
Τ
Ο:
φά
τρ.καχ
φά
tr
.
Θέμα μαθήματος: "
Δυνάμεις τριβής μεταξύ των επιφανειών επαφής των στερεών.
Στόχοι μαθήματος:
2. Να είναι σε θέση να προσδιορίζει την κατεύθυνση των δυνάμεων ξηρής τριβής
3. Να είναι σε θέση να μετρήσει τις δυνάμεις τριβής.
Τριβή ανάπαυσης
Η δύναμη της τριβής που ασκείται μεταξύ δύο σωμάτων που είναι ακίνητα μεταξύ τους ονομάζεται δύναμη στατικής τριβής:
φά
tr.p
.
Η στατική δύναμη τριβής είναι ίση σε απόλυτη τιμή και κατευθύνεται αντίθετα από τη δύναμη που ασκείται στο σώμα παράλληλα με την επιφάνεια επαφής του με άλλο σώμα:
φά
tr.p
.
Sh. O. Coulomb
(1736-1806) - Γάλλος επιστήμονας, γνωστός για το έργο του στον ηλεκτρισμό και τον μαγνητισμό και τη μελέτη των δυνάμεων τριβής.
Στόχοι μαθήματος:
1. Να γνωρίζουν τον ορισμό των εννοιών της στατικής τριβής,
τριβή ολίσθησης, τριβή κύλισης.
3. Να είναι σε θέση να μετρήσει τις δυνάμεις τριβής.
4. Λάβετε τύπους για τον υπολογισμό των δυνάμεων τριβής.
5. Επίλυση ποιοτικών και υπολογιστικών προβλημάτων χρησιμοποιώντας γνώση των δυνάμεων τριβής.
Παράδειγμα
:
µ
0,001 για τροχό σιδηροδρομικού αυτοκινήτου σε ράγες
;
µ
=0,4 (συντελεστής τριβής ολίσθησης χάλυβας-χάλυβας
)
Συμπεράσματα από την εμπειρία:
2. Η μέγιστη στατική δύναμη τριβής δεν εξαρτάται από την περιοχή επαφής των σωμάτων.
Δύναμη τριβής ολίσθησης:
- δεν εξαρτάται από την περιοχή επαφής των σωμάτων.
- κατευθύνεται αντίθετα από τη σχετική ταχύτητα των σωμάτων που έρχονται σε επαφή
- εξαρτάται από τη σχετική ταχύτητα των σωμάτων
Εργασία για το σπίτι:
Κύριος:
§37, #244, #245, #247.(
Ρίμκεβιτς
)
Προαιρετικός:
№ 262, №268 (
Ρίμκεβιτς
Ξηρές δυνάμεις τριβής
Τριβή ανάπαυσης
Τριβή ολίσθησης
τριβή κύλισης
Συμπεράσματα από την εμπειρία
:
1. Η μέγιστη τιμή του συντελεστή στατικής δύναμης τριβής είναι ανάλογη του συντελεστή δύναμης αντίδρασης υποστήριξης.
φά
tr.
Μέγιστη
ποιότητα
–
συντελεστής τριβής κύλισης
Εξαρτάται:
-
από το υλικό από το οποίο κατασκευάζονται οι επιφάνειες επαφής.
- στην ταχύτητα κύλισης.
Στόχοι μαθήματος:
1. Να γνωρίζουν τον ορισμό των εννοιών της στατικής τριβής,
Τ
τριβή ολίσθησης, τριβή κύλισης.
2. Να είναι σε θέση να προσδιορίζει την κατεύθυνση των δυνάμεων ξηρής τριβής.
3. Να είναι σε θέση να μετρήσει τις δυνάμεις τριβής.
4. Λάβετε τύπους για τον υπολογισμό των δυνάμεων τριβής.
5. Επίλυση ποιοτικών και υπολογιστικών προβλημάτων χρησιμοποιώντας γνώση των δυνάμεων τριβής.
Συντελεστής τριβής για μερικά ζεύγη υλικών.
Το 1781 Μενταγιόν Sh. O.:
φά
τρ.καχ
Ανάλογη με τη δύναμη αντίδρασης του στηρίγματος.
- κατευθύνεται αντίθετα από τη σχετική ταχύτητα των σωμάτων που έρχονται σε επαφή.
Τρόποι μείωσης της δύναμης τριβής:
- μείωση της τραχύτητας της επιφάνειας.
-χρησιμοποιήστε λιπαντικό
- μειώστε τη δύναμη πίεσης στο στήριγμα.
Η στατική δύναμη τριβής μπορεί να προκαλέσει την επιτάχυνση της κίνησης του σώματος
Στο
μικρό
σχετικές ταχύτητες
ρε
όραμα,
δύναμη τριβής ολίσθησης
μπορεί να θεωρηθεί σταθερή
ίση με τη μέγιστη δύναμη
τριβή ανάπαυσης.
φά
tr.
=
φά
tr.
Μέγιστη
Ο σκοπός του μαθήματος
:
Για να μελετήσετε τις δυνάμεις της ξηρής τριβής:
τριβή ανάπαυσης,
τριβή ολίσθησης,
τριβή κύλισης.
Η δύναμη στατικής τριβής αυξάνεται από το μηδέν στη μέγιστη τιμή
Η φυσική σημασία του συντελεστή τριβής:
µ
= Φ
tr.
Μέγιστη
/Ν
Ο συντελεστής τριβής δείχνει ποιο μέρος της δύναμης της κανονικής πίεσης είναι η δύναμη της τριβής.
τριβή κύλισης
Η δύναμη τριβής κύλισης είναι η δύναμη τριβής που συμβαίνει όταν ένα σώμα κυλά πάνω από την επιφάνεια ενός άλλου.
φά
τρ.καχ
.
Τρόποι αύξησης των δυνάμεων τριβής:
-
αύξηση της τραχύτητας της επιφάνειας.
- αυξήστε τη δύναμη πίεσης στο στήριγμα.