Сила тр 7 клас

Сила трения

Силы трения скольжения
Сила трения покоя.
Сила трения качения.
Сила сопротивления в жидкостях и газах.

СИЛА ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ

Если соприкасающиеся тела движутся друг относительно друга, на каждое из них действует сила, препятствующая движению, то есть направленная противоположно скорости движения этого тела относительно другого тела.
Эта сила называется силой трения скольжения.

ОТ ЧЕГО ЗАВИСИТ СИЛА ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ?Определим экспериментально.

Измерение силы трения (видеоролик)

Сила трения

1. Зависит от силы нормального давления
2. От обработки соприкасающихся поверхностей.
3. Не зависит от площади соприкасающихся поверхностей.

Опыт показывает, что сила трения скольжения пропорциональна силе нормального давления тела на опору, а следовательно, и силе реакции опоры  Fтр = μN. Коэффициент пропорциональности μ называют коэффициентом трения скольжения.

N = F т = mg

сила реакции опоры.

Формула верна только для случая, когда тело лежит на горизонтальной поверхности.

Fтр = μN = μ mg

Коэффициент трения определяется свойствами соприкасающихся поверхностей (материалами и качеством их обработки).

Fтр = μN.

ИЗ-ЗА ЧЕГО ВОЗНИКАЕТ СИЛА ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ?

Причина силы трения(видеоролик)

Силы трения, как и упругие силы, возникают вследствие взаимодействия между атомами и молекулами соприкасающихся тел.

Сухое трение, возникающее при относительном покое тел, называют трением покоя. Сила трения покоя всегда равна по величине внешней силе и направлена в противоположную сторону 

ИЗ-ЗА ЧЕГО ВОЗНИКАЕТ СИЛА ТРЕНИЯ ПОКОЯ?
ОТ ЧЕГО ЗАВИСИТ СИЛА ТРЕНИЯ ПОКОЯ?

ВСЕГДА ЛИ СИЛА ТРЕНИЯ ПОКОЯ ПРЕПЯТСТВУЕТ ДВИЖЕНИЮ?

Сила трения покоя (видеоролик)

ВСЕГДА ЛИ СИЛА ТРЕНИЯ ПОКОЯ ПРЕПЯТСТВУЕТ ДВИЖЕНИЮ?
Именно потому, что сила трения покоя препятствует относительному движению тел, она часто «передает» механическое движение от одних тел к другим. С этим мы встречаемся буквально на каждом шагу!

Действительно, делая шаг, человек толкает почву назад. При этом между подошвой и дорогой действуют силы трения покоя: ведь подошва во время толчка покоится относительно дороги. Поэтому Земля, согласно третьему закону Ньютона, толкает человека вперед

Рис. 14.1. Силы трения, действующие между: а) ногой человека и дорогой; б) колесом и дорогой. Сила трения покоя толкает человека и автомобиль вперед.
Сила трения покоя «разгоняет» и автомобили. Колесо автомобиля, вращаясь, толкает дорожное полотно назад, действуя на него силой трения покоя, — ведь нижняя точка колеса покоится относительно дороги, если колесо катится без проскальзывания. При этом Земля толкает колесо (а вместе с ним и автомобиль, соединенный с колесом) вперед (рис. 14.1б). Вот почему на скользкой дороге плохо не только тормозить, но и разгоняться.

Сила трения при ходьбе  (видеоролик)

Силы трения возникают и при качении тела. Однако силы трения качения обычно достаточно малы. При решении простых задач этими силами пренебрегают.

Как можно показать, что сила трения качения меньше силы трения скольжения? (видеоролик)

СИЛА ТРЕНИЯ КАЧЕНИЯ
При качении на тело со стороны поверхности также действует сила, препятствующая движению. Она называется силой трения качения.
Обычно сила трения качения намного меньше силы трения скольжения — именно поэтому катить намного легче, чем тащить или толкать. По этой причине в машинах стараются всюду, где только можно, заменить трение скольжения трением качения — используя, например, подшипники.

При движении стальных колес по стальным рельсам сила трения качения примерно в 100 раз меньше силы трения скольжения (и, соответственно, максимальной силы трения покоя). Поэтому один локомотив, «отталкиваясь» колесами от рельс с помощью силы трения покоя, тащит по тем же самым рельсам больше полусотни

ИЗ-ЗА ЧЕГО ВОЗНИКАЕТ СИЛА ТРЕНИЯ КАЧЕНИЯ?

При качении круглое тело (шар, цилиндр, диск) немного вдавливается в поверхность, из-за чего катящемуся телу приходится все время как бы вкатываться на небольшую горку — это и является главной причиной возникновения силы трения качения. Поэтому трение качения тем меньше, чем тверже поверхности обоих тел — катящегося и «дороги». Вот почему рельсы и колеса вагонов делают из стали, а хорошие дороги делают с твердым покрытием.

Деформация поверхности при качении по ней тела. Вследствие этой деформации тело при качении постоянно вкатывается на небольшую горку.

Сдвинуть с места шкаф трудно даже взрослому человеку, а привести в движение плавающую тяжелую лодку может даже ребенок, потянув за веревку. Дело в том, что при движении тела в жидкости или газе отсутствует сила трения покоя. Однако при движении тела в жидкости или газе на него действует сила сопротивления, причем она быстро увеличивается с увеличением скорости. Для уменьшения силы сопротивления воздуха гоночным автомобилям и самолетам придают обтекаемую каплеобразную форму Подобную форму имеют и самые быстрые обитатели моря — дельфины. Обтекаемую же форму самой дождевой капли «лепит» в полете именно сопротивление воздуха!

Сила сопротивления в воздухе также увеличивается с увеличением скорости. Почему капли дождя, падающие с большой высоты не разгоняются до скорости ружейной пули и не ранят нас?. Чтобы скорость равномерного движения при падении в воздухе была как можно меньшей, силу сопротивления воздуха стараются максимально увеличить — для этого используют парашют

 Поставим опыты1. Чтобы убедиться в том, что при движении тела в жидкости сила трения покоя отсутствует, поместим деревянный брусок в сосуд с водой. Чтобы сдвинуть с места плавающий брусок, достаточно просто подуть на него. 2. Чтобы убедиться, что сила сопротивления в жидкости увеличивается с увеличением скорости, опустим в высокий сосуд с жидкостью какое-либо тонущее в этой жидкости тело. Сначала тело движется с ускорением, но, если высота сосуда достаточно велика (или жидкость вязкая — например, глицерин или патока), мы увидим, что движение тела станет равномерным. Это будет означать, что равнодействующая сил, действующих на тело, стала равной нулю, то есть скорость тела увеличилась как раз настолько, что сила сопротивления жидкости стала равной по модулю силе тяжести.   

Можно ли уменьшить силу трения?

как уменьшить силу трения (видеоролик) К

Как изменится сила трения скольжения при движении бруска по горизонтальной плоскости, если силу нормального давления уменьшить в 3 раза? 

Вопросы

Брусок весом 400 Н равномерно тянут с помощью динамометра по горизонтальной поверхности стола с силой 200 Н. Чему равен коэффициент трения скольжения? 

 Сани движутся по горизонтальной поверхности с постоянной скоростью . Коэффициент трения между полозьями саней и дорогой μ = 0,1. Масса саней 12 кг. Чему равна сила трения скольжения?

Спасибо за внимание!