4.4 Виды трения. Сила трения.
Люди и животные ходят по земле благодаря трению. Когда человек
наступает на пол стопа человека трется об поверхность пола, и человек
отталкивается от него делая шаг. Даже машины едут только из-за трения:
резина трется об асфальт, и при обороте колесо отталкивается от него.
Представьте мир, где нету трения: люди и животные не смогут сдвинутся, и
будут скользить на одном месте; машины будут буксовать на месте как будто
на льду.
Трение – это сопротивление движению. Хоть мы и ходим, и ездим на
транспорте благодаря трению, трение является сопротивлением. Замедление
во время катания на санках; футбольный мяч, который катился-катился и
остановился – все эти механические процессы происходят так же из-за
трения.
Физики различают 3 вида трения: трение покоя, трение скольжения,
трение вращения (качания).
Трение вращения (качения) – трение, которое возникает при
вращении одного тела по поверхности другого тела. Взять хоть вращение
колеса велосипеда, колесо вращается по асфальту, из-за чего возникает
трение.
Трение покоя – трение, которое возникает между двумя
неподвижными телами. Например: паук, который сидит на стене. Паук
относительно стены не двигается, стена относительно паука тоже не
двигается. Получается, что между этими двумя телами возникает трение
покоя, и паук держится на стене за счет этой силы.
Трение скольжения – трение, которое возникает при движении тела
по поверхности другого тела. К примеру: дети на санках. Санки катятся по
снежной поверхности, и находятся в движении.
Трение напрямую зависит от поверхности, если скользить по льду то трение
минимальное, если скользить по резиновой поверхности то трение
максимальное. Насколько велико трение мы можем описать СИЛОЙ
ТРЕНИЯ. Сила трения – сила сопротивления, возникающая между двумя
соприкасающимися телами. Сила трения векторная величина, и всегда
направлена в обратную сторону от движения. К примеру, если тело скользит
направо, то сила трения будет направлена в левую сторону. Сила трения
обозначается символом «𝐹тр », а единицей измерения в СИ являются
Ньютоны [Н]. Сила трения определяется по формуле:
𝐹тр = 𝜇 × 𝑁
где: µ – коэффициент трения;
N – сила реакции опоры [Н].
Группа А
(gземля ≈ 10 Н/кг)
Коэффициент трения – величина, которая характеризует скольжение
физических тел относительно друг друга. Если коэффициент трения
маленькое, то и трение будет минимальным, к примеру: лёд. На льду трение
минимальное, соответственно значение µ = 0,01 (примерное значение). Если
коэффициент трения большое, то и трение будет максимальным, к примеру:
резина. На резине трение большое: µ = 0,6 (примерное значение). Значение
коэффициента трения варьируется между нулём и единицей: 0 < µ < 1.
Сила реакции опоры – сила, действующая на тело со стороны опоры,
и направлена перпендикулярно опоре. Сила реакции опоры обозначается
символом «𝑁», а единицей измерения в СИ являются Ньютоны [Н]. Если
тело находится в горизонтальном положении, то сила реакции опоры будет
равен весу:
𝑁 =𝑃=𝑚×𝑔
где: m – масса [кг];
g – ускорение свободного падения [Н/кг].
1. Найдите силу трения, которая возникает при движении саней весом
0,4 кН по снегу. Коэффициент трения между снегом и санками 0,02.
2. Какая сила трения возникнет, если равномерно тянуть груз массой
25 кг по траве. Коэффициент трения между грузом и травой 0,2.
3. Сила трения, действующая на тело массой 50 кг равна 400 Н.
Определите коэффициент трения.
4. При равномерном перемещении коробки по земле использовали
силу 25 Н. Определите возникшую силу трения.
5. Собаку Хатико привязали и заставили равномерно тянуть санки.
Хатико развивает силу в 1,2 кН. Определите вес саней, если
коэффициент трения составляет 0,08.
6. Гигант-тролль из Властелина Колец равномерно тащит за собой
катапульту силой 180 кН. Учитывая коэффициент трения в 0,5,
найдите массу катапульты.
7. Автомобиль Тесла весом 8000 Н при равномерном движении
создает трение силой 6000 Н. Определите коэффициент трения
между резиной и асфальтом.
8. Найдите значение силы для равномерного передвижения санок с
запасами еды по льду, если вес санок 3 кН, а сила трения составляет
0,04 веса санок?
9. Какую силу надо прикладывать бруску массой 8 кг, для его
равномерного перемещения по траве. Сила трения составляет 0,16
веса бруска.
10.Сани сдвигаются с места только тогда, когда их тянут с силой 1000
Н. Чему равна масса саней, если коэффициент трения составляет
0,16.