Природа явления силы трения

Сила Трения. Сила Трения. расскажите пожалуйста о природе взаимодействий силы трения

Несмотря на кажущееся многообразие сил в природе, их можно разделить на четыре типа, которые определяют все природные явления:

1. Гравитационные; к ним относятся сила тяжести тяготения. Вид взаимодействия — только притяжение.

2. Электромагнитные силы; к ним относятся: сила упругости, сила трения, сила тяги. Посредством действия этих сил возможно как притяжение, так и отталкивание. Это взаимодействие преобладает внутри вещества и обусловлено взаимодействием молекул и атомов.

3. Ядерные силы; проявляются внутри атомного ядра.

4. Слабые силы; проявляются при взаимодействии элементарных частиц.

Природа силы трения — электромагнитная. Это означает, что причиной её возникновения являются силы взаимодействия между частицами, из которых состоит вещество. Второй причиной возникновения силы трения является шероховатость поверхности. Выступающие части поверхностей задевают друг за друга и препятствуют движению тела. Именно поэтому для движения по гладким (полированным) поверхностям требуется прикладывать меньшую силу, чем для движения по шероховатым. Трение принимает участие (и притом весьма существенное) там, где мы о нём даже не подозреваем.

Очень красочно о роли трения пишет французский физик Гильом:
“Всем нам случалось выходить в гололедицу: сколько усилий требовалось, чтобы удерживаться от падения, сколько смешных движений приходилось нам проделывать, чтобы устоять! Это заставляет нас признать, что земля, по которой мы ходим, обладает драгоценным свойством, благодаря которому мы сохраняем равновесие без особых усилий. Та же мысль возникает у нас, когда мы едем на велосипеде по скользкой мостовой или когда лошадь скользит по асфальту и падает. Изучая подобные явления, мы приходим к открытию тех следствий, к которым приводит трение. Инженеры стремятся устранить его в машинах – и хорошо делают. В прикладной механике о трении говорится, как о крайне нежелательном явлении, и это правильно, однако лишь в узкой специальной области. Во всех прочих случаях мы должны быть благодарны трению: оно дает нам возможность ходить, сидеть и работать без опасения, что книги и чернильница упадут на пол. Трение представляет настолько распространенное явление, что нам, за редким исключением, не приходится призывать его на помощь: оно является к нам само.

Трение способствует устойчивости. Плотники выравнивают пол так, что столы и стулья остаются там, куда их поставили. Блюда, стаканы, поставленные на стол, остаются неподвижными без особых забот с нашей стороны, если только дело не происходит на пароходе во время качки.

Вообразим, что трение может быть устранено совершенно. Тогда никакие тела, будь они величиной с каменную глыбу или малы, как песчинки, никогда не удержится одно на другом. Не будь трения, Земля представляла бы шар без неровностей, подобно жидкой капли”.

-возникают при соприкосновении;

-действуют вдоль поверхности;

-всегда направлены против направления движения тела.

Можно выделить три вида сил трения:

3.Трения покоя (для того чтобы сдвинуть с места любое тело, необходимо приложить какую-либо силу)
Сила трения покоя – это сила, которая проявляется между соприкасающимися поверхностями тел, неподвижных относительно друг друга.

Источник

Силы трения: природа сил трения; коэффициент трения скольжения; закон сухого трения; трение покоя; учет и использование трения в быту и технике.

Равновесие твердых тел: момент силы; условия равновесия твердого тела; устойчивость тел; виды равновесия; принцип минимума потенциальной энергии.

• Моментом силы называется произведение модуля силы на плечо. Плечом называется кратчайшее расстояние от оси вращения до линии действия силы. Модуль момента силы равен
• Абсолютно твердое тело (деформация пренебрежимо мала) находится в равновесии (состояние покоя или равномерного и прямолинейного движения), если сумма действующих на него внешних сил равна нулю. Кроме того, сумма моментов внешних сил равна нулю.
• Устойчивость тела зависит от положения центра тяжести и от величины площади опоры: чем ниже центр тяжести и больше площадь опоры, тем тело устойчивее.
• Виды равновесия: устойчивое (после воздействия силы тело вернется в первоначальное положение), неустойчивое (после воздействия силы, тело не возвратится на прежнее положение), безразличное (равнодействующая сила = 0)
• Принцип минимума потенциальной энергии: Любая замкнутая система стремиться перейти в такое состояние, в котором ее потенциальная энергия минимальна.

1. Механическая работа. Мощность. Энергия: кинетическая энергия; потенциальная энергия тела в однородном поле тяготения и энергия упруго деформированного тела; закон сохранения энергии;закон сохранения энергии в механических процессах; границы применимости закона сохранения механической энергии;работа как мера изменения механической энергии тела.

• Работ силы равна произведению модулей силы и перемещения точки приложения силы и косинуса угла между ними ( ). Работа силы тяжести равна разности потенциальных энергий ( ). Работа силы тяжести по наклонной плоскости равна разности кинетических энергий ( ). Работа силы упругости равна изменению потенциальной энергии упруго деформированного тела ( ).
• Мощностью называют отношение работы к интервалу времени, за который эта работа совершена .
• ЗСЭ. Механическая энергия не возникает из ничего и не может исчезнуть никуда.

Источник

Трение в природе и технике

Любые изменения движения тела — это результат действия на него некоторой силы со стороны других тел. Чаще всего рассматривается силовое взаимодействие между двумя телами. Однако в реальных условиях чаще всего на тело действует ещё одна сила, исключить которую практически невозможно, — это сила трения. Кратко поговорим об этой силе в объёме, достаточном для доклада или сообщения на школьном уроке, приведём примеры силы трения в природе и технике.

Сила трения и ее физическая природа

Как известно из курса физики 7 класса, если на тело не действуют никакие силы, — оно либо покоится, либо движется прямолинейно и равномерно, причём такое состояние будет сохраняться вечно. Однако все знают, что в реальности, если тело не подталкивать, оно рано или поздно остановится. Почему?

Дело в том, что в реальных условиях на все тела практически всегда действует особая сила, противодействующая их движению, — сила трения. Она и приводит к тому, что скорость любого движущегося тела рано или поздно уменьшается до нуля.

Физическая природа силы трения лежит во взаимодействии молекул тела с окружающей средой, а также молекул между собой. Разное сочетание такого взаимодействия создает различные виды силы трения — трение покоя, трение скольжения, трение качения, сухое и жидкое трение. И энергия движения в результате трения превращается во внутреннюю энергию тел и окружающей среды.

Роль трения в природе и технике

Казалось бы, существование сил трения — это исключительно вредное явление, которое только создаёт проблемы, приводит к потере энергии и дополнительным затратам.

Однако всё не так однозначно. Трение — это неотъемлемая часть материального мира, и без трения мир бы был совершенно иным.

Даже многие естественные природные явления невозможны без трения. Например, поверхность суши в немалой степени зависит от движения воздушных масс и от их трения о поверхность земли. Волнение на море — это результат трения воздуха о водную поверхность. Скорость суточного вращения Земли в немалой степени определяется трением внутри земного шара.

Для живой природы и человека трение еще важнее: практически любое произвольное движение живого существа происходит с участием трения. Захват предметов, манипулирование ими, даже питание и переваривание пищи — всё это возможно благодаря трению. Чтобы сделать шаг, необходимо иметь хорошее сцепление подошвы ноги с грунтом. Любой знает, как непросто двигаться по скользкому льду, а ведь в этом случае трение просто уменьшено, оно не исключено совсем!

В жизни человека и в технике трение еще более важно. С помощью трения происходит движение, обработка материалов, большинство манипуляций в хозяйственной деятельности. Все разъёмные резьбовые соединения существуют исключительно благодаря трению.

Уменьшение трения

Всё сказанное не отменяет и вредные стороны трения.

В результате трения полезная энергия тел превращается в бесполезную внутреннюю энергию среды, кроме того, происходит изнашивание трущихся поверхностей. Поэтому там, где это необходимо, предпринимаются меры для уменьшения трения.

В первую очередь, сухое трение заменяется жидким, поскольку жидкое трение гораздо ниже сухого. Достигается это использованием смазочных материалов.

Во-вторых, трение скольжения по возможности заменяется на трение качения. Для этого используются подшипники — специальные устройства, в которых между движущимися частями перекатываются шарики или ролики. Кроме того, бывают гидравлические и пневматические подшипники — устройства, где между движущимися частями имеется слой жидкости или газа.

Что мы узнали?

Трение — это физическое явление, которое может быть как необходимым, так и вредным. Благодаря трению в природе и технике совершается большинство произвольных движений, благодаря ему существуют разъёмные соединения. Если трение надо уменьшить, применяются подшипники, а сухое трение скольжения заменяется жидким трением и трением качения.

Источник