Najdeme sílu tření. Vzorec pro sílu tření

Tření je fenomén, se kterým se setkávámekaždodenní život neustále. Určete, zda je tření škodlivé nebo užitečné, je nemožné. Dokonce i krok na kluzkém ledu je těžká práce, na drsném povrchu asfaltu je procházka příjemná. Části vozidel bez maziva se opotřebovávají mnohem rychleji.

Studium tření, znalost základních vlastností umožňuje člověku používat.

Síla tření ve fyzice

Síla, k níž dochází při pohybu nebo zkoušcepohyb jednoho těla podél povrchu druhého, směřující proti směru pohybu aplikovaného na pohyblivé tělesa, se nazývá síla tření. Modul třecí síly, jehož vzorec závisí na mnoha parametrech, se mění v závislosti na druhu odporu.

Jsou rozlišeny následující typy tření:

• odpočinek;

• sklouznutí;

• válcování.

Jakýkoli pokus o přesun těžkého předmětu z místa (skříň, kámen) vede k napětí lidských sil. Současně se daný předmět neustále uvede do pohybu. Tření v klidu to narušuje.

Stav odpočinku

Vypočítaný vzorec pro třecí sílu odpočinku nám neumožňuje přesně určit. Kvůli třetímu zákonu Newtonu závisí velikost síly odpočinku od aplikované síly.

S rostoucí silou se také zvyšuje třecí síla.

0 <F_{trojitý poplach} <F_max

Tření odpočinku neumožňuje nechtům proniknutým do stromuvypadnout; knoflíky sešité závitům, pevně držené na místě. Je zajímavé, že je to odpor odpočinku, který umožňuje chodit. A je zaměřena v průběhu pohybu osoby, která je v rozporu s celkovým stavem věcí.

Slip phenomenon

S nárůstem vnější síly, která pohání tělo, až dohodnota největší třecí síly odpočinku vstoupí do pohybu. Posuvná třecí síla je zvažována v procesu klouzání jednoho tělesa přes povrch druhého. Jeho hodnota závisí na vlastnostech interakčních povrchů a síle vertikálního působení na povrch.

Návrhová rovnice pro posuvnou třecí sílu je: F = μP, kde μ je koeficient proporcionality (kluzné tření), P je vertikální (normální) tlaková síla.

Jednou z hnacích sil je síla třeníSlip, jehož vzorec je psán pomocí reakční síly podpěry. Kvůli splnění Newtonova třetího zákona jsou síly normálního tlaku a reakce podpěry stejné velikosti a opačné ve směru: P = N.

Před určením třecí síly, jejíž vzorec získá jinou formu (F = μN), určuje reakční sílu.

Koeficient odporu při posuvování se experimentálně zavádí pro dva třecí plochy, závisí na kvalitě jejich zpracování a materiálu.

Tabulka. Hodnota koeficientu odporu pro různé povrchy

Ne	Interaktivní povrchy	Hodnota koeficientu kluzného tření
1	Ocel + led	0,027
2	Dub + dub	0,54
3	Kůže + litina	0,28
4	Bronz + železo	0,19
5	Bronz + litina	0,16
6	Ocel + oceli	0,15

Největší třecí síla odpočinku, jejíž vzorec byl napsán výše, lze definovat stejným způsobem jako posuvná třecí síla.

To je důležité při řešení problémůstanovení síly tahu. Například kniha, která je poháněna rukama, přitlačená shora, sklouzne pod působením odporu k odpočinku mezi ruku a knihu. Rozsah odporu závisí na hodnotě síly vertikálního tlaku na knihu.

Rolling phenomenon

Přechod našich předků z draků na vozyje považován za revoluční. Vynález tohoto kola je největším vynálezem lidstva. Tření v tahu, k němuž dochází při pohybu kola po povrchu, je značně horší než odpor k posuvu.

Objevují se třecí sílysíly normálního tlaku kola na povrchu má charakter, který ji odlišuje od posuvu. Kvůli mírné deformaci kola se vyskytují různé tlakové síly ve středu vytvořené oblasti a podél jejích okrajů. Tento rozdíl v sílách určuje vzhled odporu při válcování.

Výpočtová rovnice pro sílu válečkového tření se obvykle přijímá stejným způsobem jako kluzný proces. Rozdíl je vidět výhradně v hodnotách koeficientu odporu.

Povaha odporu

Při změně drsnosti třecích plochzmění se i hodnota třecí síly. Při velkém zvětšení jsou dvě přilehlé plochy podobná nepravidelnosti s ostrými vrcholy. Při překrytí jsou vyčnívající části těla ve vzájemném kontaktu. Celková plocha styku je nevýznamná. Při pohybu nebo při pokusu o pohyb těla "vrcholy" vytvářejí odpor. Velikost třecí síly nezávisí na ploše kontaktních ploch.

Zdá se, že dva dokonale hladkéPovrchy nesmí absolutně odolávat. V praxi je třecí síla v tomto případě maximální. Tento rozpor je vysvětlen povahou původu sil. Jedná se o elektromagnetické síly působící mezi atomy interaktivních těles.

Mechanické procesy, které nejsou doprovázenytření v přírodě není možné, protože neexistuje možnost "odpojit" elektrickou interakci nabitých těles. Nezávislost odporových sil na vzájemném postavení těl umožňuje jejich volání bez potenciálu.

Je zajímavé, že síla tření, jejíž vzorecse mění v závislosti na rychlosti interakčních těles, je úměrná čtverci odpovídající rychlosti. Taková síla se týká síly viskózního odporu v kapalině.

Pohyb v kapalině a plynu

Přemístění pevné látky v kapalině nebo plynu,kapalina v blízkosti pevného povrchu je doprovázena viskózním odporem. Jeho původ je spojen s interakcí vrstev tekutiny, přenášených pevným tělesem v průběhu pohybu. Různá rychlost vrstev je zdrojem viskózního tření. Zvláštností tohoto jevu je absence kapalného tření odpočinku. Bez ohledu na velikost vnějšího nárazu se tělo dostane do pohybu v kapalině.

V závislosti na rychlosti pohybu, síleodpor je určen rychlostí pohybu, tvarem pohybujícího se tělesa a viskozitou tekutiny. Pohyb ve vodě a oleji stejného těla je doprovázen rozdílnou velikostí odporu.

Pro malé rychlosti: F = kv, kde k je koeficient proporcionality, v závislosti na lineárních rozměrech těla a vlastnostech média, v je rychlost těla.

Teplota kapaliny také ovlivňuje tření v ní. Při mrazivém počasí se vozidlo ohřívá tak, že se olej zahřívá (snižuje jeho viskozitu) a pomáhá snížit zničení dotykových částí motoru.

Zvyšte rychlost jízdy

Výrazné zvýšení rychlosti těla můžezpůsobují výskyt turbulentních proudů, zatímco odpor se prudce zvyšuje. Hodnota má: čtverec rychlosti pohybu, hustotu média a plochu povrchu těla. Vzorec pro třecí sílu má jinou podobu:

F = kv², kde k je koeficient proporcionality, v závislosti na tvaru těla a vlastnostech média, v je rychlost těla.

Je-li tělo zjednodušeno, může se turbulence snížit. Tvar těla delfínů a velryb je dokonalým příkladem zákonů přírody, které ovlivňují rychlost zvířat.

Energetický přístup

Práce pohybujícího se těla je ohrožena odolností životního prostředí. Když používáme zákon o zachování energie, říká se, že změna mechanické energie se rovná práci třecích sil.

Pracovní síla se vypočte podle vzorce: A = Fscosα, kde F je síla, kterou se těleso pohybuje o vzdálenost s, α je úhel mezi směry síly a posunutí.

Je zřejmé, že odporová síla je opačná vůči posunu těla, odkud cosα = -1. Práce třecí síly, jejíž vzorec má tvar A_tr = - Fs, hodnota je záporná. Současně se mechanická energie přemění na vnitřní energii (deformace, vytápění).

</ p>