Găsim forța de frecare. Formula pentru forța de frecare

Fricțiunea este un fenomen pe care îl întâlnim înviața de zi cu zi în mod constant. Determinați dacă fricțiunea este dăunătoare sau utilă, imposibilă. A face chiar și un pas pe gheață alunecoasă este o muncă grea, pe o suprafață aspră aspră, plimbarea dă plăcere. Părțile din vehiculele fără grăsime se uzează mult mai repede.

Studiul de frecare, cunoașterea proprietăților sale de bază permite unei persoane să o folosească.

Forța de frecare din fizică

Forța care are loc atunci când se mișcă sau se încearcăcirculație a unui corp pe o altă suprafață, îndreptată împotriva direcției de deplasare aplicată organelor în mișcare, numită forța de frecare. forță de frecare Module, formula de care depinde de mai mulți parametri, acesta variază în funcție de tipul de rezistență.

Se disting următoarele tipuri de frecare:

• odihnă;

• alunecare;

• rulare.

Orice încercare de a muta un obiect greu din loc (cabinet, piatră) conduce la tensiunea forțelor omului. În același timp, subiectul nu este întotdeauna pus în mișcare. Frecarea de odihnă tulbura acest lucru.

Stare de odihnă

Formula calculată pentru forța de fricțiune de repaus nu ne permite să o determinăm cu exactitate. Datorită celei de-a treia legi a lui Newton, magnitudinea forței de rezistență de repaus depinde de efortul aplicat.

Cu forța crescătoare, forța de frecare crește de asemenea.

0 <F_{alarmă triplă} <F_max

Fricțiunea de odihnă nu permite unghiile conduse într-un copacsă cadă; nasturi cusute cu fir, ferm tinute in loc. Este interesant faptul că este rezistența odihnei care permite să mergem. Și este îndreptată în cursul mișcării unei persoane, care contrazice situația generală a lucrurilor.

Slip fenomen

Cu o creștere a forței externe care conduce corpul, până lavaloarea celei mai mari forțe de fricțiune de odihnă vine în mișcare. Forța de frecare alunecătoare este considerată în procesul de alunecare a unui corp deasupra suprafeței celuilalt. Valoarea sa depinde de proprietățile suprafețelor care interacționează și de forța acțiunii verticale pe suprafață.

Formula de proiectare pentru forța de frecare alunecătoare este: F = μP, unde μ este coeficientul de proporționalitate (frecare alunecoasă), P este forța de presiune verticală (normală).

Una dintre forțele motrice este forța de frecareSlip, a cărui formulă este scrisă utilizând forța de reacție a suportului. Datorită îndeplinirii celei de-a treia legi a lui Newton, forțele de presiune normală și reacția suportului sunt egale în magnitudine și opuse în direcția: P = N.

Înainte de a găsi forța de frecare, care devine o formulă formă diferită (F = μ N), determină forța de reacție.

Coeficientul de rezistență la alunecare este introdus experimental pentru două suprafețe de frecare, depinde de calitatea prelucrării și a materialului.

Tabel. Valoarea coeficientului de rezistență pentru diferite suprafețe

Nu	Interacționarea suprafețelor	Valoarea coeficientului de frecare alunecare
1	Oțel + gheață	0,027
2	Stejar + stejar	0,54
3	Piele + fontă	0,28
4	Bronz + fier	0,19
5	Bronz + fontă	0,16
6	Oțel + oțel	0,15

Cea mai mare forță de fricțiune de odihnă, a cărei formulă a fost scrisă mai sus, poate fi definită în același mod ca și forța de frecare alunecoasă.

Acest lucru devine important atunci când rezolvați problemedeterminarea forței de tracțiune. De exemplu, o carte care este condusă de o mână, presată de sus, alunecă sub acțiunea unei rezistențe la odihnă, care apare între mâna și carte. Mărimea rezistenței depinde de valoarea forței presiunii verticale asupra cărții.

Rolling phenomenon

Trecerea strămoșilor noștri de la dragoni la carurieste considerat revoluționar. Invenția roții este cea mai mare invenție a omenirii. Fricțiunea de rulare, care are loc atunci când roata se deplasează de-a lungul suprafeței, este semnificativ inferioară mărimii rezistenței la alunecare.

Aspectul forțelor de frecare este asociat cuforțele de presiune normală a unei roți pe o suprafață, au natura care o diferențiază de alunecare. Datorită ușoară deformare a roții, diferite forțe de presiune apar în centrul zonei formate și de-a lungul marginilor sale. Această diferență de forțe determină apariția rezistenței în timpul rulării.

Formula de calcul pentru forța de frecare la rulare este de obicei luată în același mod ca și procesul de alunecare. Diferența este văzută exclusiv în valorile coeficientului de rezistență.

Natura rezistenței

Când se modifică rugozitatea suprafețelor de frecarese modifică și valoarea forței de frecare. Cu o mărire mare, cele două suprafețe adiacente arată ca niște nereguli cu vârfuri ascuțite. Când sunt suprapuse, părțile proeminente ale corpului se ating unul de celălalt. Suprafața totală de contact este nesemnificativă. Când vă mișcați sau încercați să mutați corpurile "vârfuri" creați rezistență. Mărimea forței de frecare nu depinde de suprafața suprafețelor de contact.

Se pare că două perfect netedeSuprafețele nu trebuie să reziste absolut. În practică, forța de frecare în acest caz este maximă. Această discrepanță se explică prin natura originii forțelor. Acestea sunt forțe electromagnetice care acționează între atomii de corpuri interacționate.

Procese mecanice care nu sunt însoțite defrecare în natură, sunt imposibile, deoarece nu există posibilitatea de a "deconecta" interacțiunea electrică a corpurilor încărcate. Independența forțelor de rezistență de poziția reciprocă a cadavrelor le face posibilă numirea lor nonpotențială.

Este interesant faptul că forța de frecare, a cărui formulăvariază în funcție de viteza corpurilor de interacțiune, este proporțională cu pătratul vitezei corespunzătoare. Pentru o astfel de forță se referă la forța rezistenței vâscoase a unui lichid.

Mișcarea într-un lichid și gaz

Mutarea unui solid într-un lichid sau gaz,lichidul aproape de o suprafață solidă este însoțit de o rezistență vâscoasă. Originea sa este asociată cu interacțiunea straturilor de fluid tras de un corp solid în procesul de mișcare. Viteza diferită a straturilor este o sursă de frecare vâscoasă. Particularitatea acestui fenomen este lipsa frictiunii lichide a odihnei. Indiferent de magnitudinea impactului exterior, corpul intră în mișcare în timp ce se află în lichid.

În funcție de viteza de mișcare, forțarezistența este determinată de viteza mișcării, de forma corpului în mișcare și de viscozitatea fluidului. Mișcarea în apă și uleiul aceluiași corp este însoțită de rezistență diferită în mărime.

Pentru viteze mici: F = kv, unde k - coeficientul de proporționalitate în funcție de dimensiunile liniare ale corpului și proprietățile mediului, v - a vitezei corpului.

Temperatura lichidului afectează de asemenea frecarea din acesta. În condiții de îngheț vehiculul să fie încălzit, astfel încât uleiul încălzit (vâscozitatea scade) și a contribuit la reducerea distrugerii motorului în datele de contact.

Creșteți viteza de deplasare

O creștere semnificativă a vitezei corpului poateprovoacă apariția fluxurilor turbulente, în timp ce rezistența crește brusc. Valoarea are: pătratul vitezei de mișcare, densitatea mediului și suprafața corpului. Formula pentru forța de frecare ia o altă formă:

F = kv²În cazul în care k - coeficientul de proporționalitate în funcție de forma corpului și proprietățile mediului, v - a vitezei corpului.

Dacă corpul este raționalizat, turbulența poate fi redusă. Forma corpului de delfini și balene este un exemplu perfect al legilor naturii care afectează viteza animalelor.

Abordarea energetică

Lucrarea de mutare a corpului este împiedicată de rezistența mediului. Când se folosește legea conservării energiei, se spune că schimbarea energiei mecanice este egală cu forța forțelor de frecare.

Forța de muncă calculată cu formula: A = Fscosα, unde F - forța, sub acțiunea care corpul este deplasat o distanță s, α - unghiul dintre direcțiile de forță și deplasare.

Evident, forța de rezistență este opusă deplasării corpului, de unde cosα = -1. Lucrarea forței de frecare, a cărei formulă are forma A_mp = - Fs, valoarea este negativă. În același timp, energia mecanică este transformată în energie internă (deformare, încălzire).

</ p>