Силы трения.

Сила трения возникает при относительном движении двух соприкасающихся тел или попытке вызвать такое движение.

F_mp = m· N

N - сила реакции опоры, Н;

m - коэффициент трения, постоянный для двух твердых тел.

Сила трения всегда направлена противоположно направлению движения вдоль поверхности.

Причина возникновения силы трения – неровности поверхностей. При относительном движении тел происходит разрушение этих неровностей

Виды сил трения.

1. Сила трения покоя возникает, если действие внешних сил не приводит к относительному движению поверхности одного тела относительно поверхности другого. F = F_тр, u =0 или если тело движется с u = const, по горизонтальной поверхности.

2. Сила трения скольжения возникает при движении двух твердых тел относительно друг друга. F > F_тр, u = 0

F_{mp скольж.} = m_{скольж.} · N

m_{скольж.} –коэффициент трения скольжения трущихся поверхностей.

3. Сила трения качения возникает при движении тел по окружности.

F_{mp качен.} = m_качен· N

m_качен. – коэффициент трения качения m_качен. < < m_{скольж.}

F_{mp качен.} =(m Р) /R

Р – вес тела, Н; R – радиус окружности, по которой вращается тело, м.

4. Сила вязкого трения возникает при движении твердого тела в жидкости или газе.

При малых скоростях F _{вязк. mp} = - m₁· υ При увеличении скорости F _{вязк. mp} = - m₂· υ ²

m₁ и m₂ - коэффициенты вязкого трения, зависят от свойств среды, формы и размеров

движущегося тела.

Нахождение проекции силы.

1. Для нахождения проекции силы, необходимо из начала и конца вектора опустить перпендикуляр на выбранные оси.

F

О Х

F_х

2. Знак проекции.

а) Если направление проекции совпадает с направлением выбранной оси, то значение проекции будет положительной.

б) Если направление проекции противоположна выбранной оси, то значение проекции будет отрицательной.

3. Значение проекции.

а) Если вектор силы параллелен выбранной оси, то значение проекции равно значению силы. (См. рисунок выше).

б) Если вектор силы перпендикулярен выбранной оси, то значение проекции равно нулю.

F

О Х

0

для строителей

в) Вектор силы направлен под углом α к какой-либо оси, то значение проекции равно:

1) если проекция силы является прилежащим катетом, то значение проекции равно произведению значения силы на косинус данного угла.

2) если проекция силы является противолежащим катетом, то значение проекции равно произведению значения силы на синус данного угла.

У

F_х = F·Cos α

F_y = F·Sin α

F_у F

α

О F_х Х

для механиков

в) Если вектор силы направлен под углом α к какой-либо оси, то значение проекции силы равно произведению силы на косинус прилежащего угла.

У

F F_х = F· Cos α

90⁰- α F_у = F· Cos (90⁰ – α)

F_у α

О F_х Х

Закон всемирного тяготения.

Закон всемирного тяготения: две материальные точки притягиваются друг к другу с силой прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.

F =

g - гравитационная постоянная g = 6, 67× 10^-11

В е с.

Весом теланазывается сила, с которой тело действует на опору или подвес в результате гравитационного притяжения к Земле.

Р – вес тела [ P ] = H (Ньютон).

Р = mg

P

Если тело покоится на некоторой поверхности, то, согласно третьему закону Ньютона, вес тела Р равен реакции опоры, взятой с обратным знаком:

Р = - N

При движении тела с ускорением вертикально вверх вес тела увеличивается:

Р = m(g + а)

При движении тела с ускорением вертикально вниз вес тела уменьшается:

Р = m(g - а)

Н е в е с о м о с т ь.

Состояние тела, в котором его вес равен нулю, называется н е в е с о м о с т ь ю.

В состоянии невесомости тело не давит на опору или подвес вследствие притяжения к Земле. Движение происходит под действием только силы тяжести.

Контрольные вопросы.

1. Какое движение описывают первый и второй законы Ньютона? Сфирмулируйте их.

2. Что называется деформацией? Какие существуют виды деформаций?

3. Какие виды сил и сил трения существуют? Когда они возникают?

4. В чем различие веса и силы тяжести?

5. Что такое невесомость? Когда тело находится в невесомости?

Лекционный материал к занятию № 12