Расчет силы трения. Смотреть что такое «Сила трения скольжения» в других словарях. Примеры решения задач

А от чего зависит сила трения скольжения? Сила трения скольжения - сила, возникающая между соприкасающимися телами при их относительном движении. Измерьте силу трения скольжения бруска с грузами по столу. Для этого перемещайте брусок с грузами равномерно по столу при помощи динамометра.

Трение качения проявляется в том случае, когда тело катится по опоре, и оно значительно меньше трения скольжения. Существование силы трения объясняется взаимодействием неровностей на поверхностях тел. Она существует всегда, так как абсолютно гладких тел не бывает. Сила реакции опоры направлена перпендикулярно линии движения, а вес тела направлен перпендикулярно горизонту.

Коэффициент трения, формула

Будем увеличивать “сдвигающую” силу F. Пока брусок остается в покое, сила трения покоя так же увеличивается. Величина этой силы слабо зависит от величины скорости, поэтому при решении задач ее считают постоянной по величине. Решение. На брусок действуют три силы: тяжести mg, реакции опоры N и сила трения Fтр(рис. Относительно силы трения заранее известно только то, что она направлена вдоль наклонной плоскости.

1.13. Сила трения

Последнее соотношение позволяет на практике определить значение коэффициента трения. Мы нашли функциональную зависимость величины силы тяги от угла α . Очевидно, F будет наименьшей при наибольшем значении знаменателя. Опытным путём установлено, что сила трения зависит от силы давления тел друг на друга (силы реакции опоры), от материалов трущихся поверхностей, от скорости относительного движения.

Если между телами отсутствует жидкая или газообразная прослойка (смазочный материал), то такое трение называется сухим. В противном случае, трение называется «жидким». Граничное, когда в области контакта могут содержаться слои и участки различной природы (окисные плёнки, жидкость и т. д.) - наиболее распространённый случай при трении скольжения.

В связи со сложностью физико-химических процессов, протекающих в зоне фрикционного взаимодействия, процессы трения принципиально не поддаются описанию с помощью методов классической механики. В физических задачах наиболее часто определяется коэффициент трения скольжения, так как сила трения качения значительно меньше.

В этом случае сила реакции опоры, действующая на скользящее тело, направлена перпендикулярно плоскости скольжения. Для этого необходимо знать силу трения скольжения. Пусть угол наклона плоскости равен φ. Сила реакции опоры N будет направлена перпендикулярно наклонной плоскости. На тело также будут действовать сила тяжести и сила трения.

Тогда уравнение движения имеет вид g*sinφ-kg*cosφ = 0. Отсюда, k = tgφ, то есть для определения коэффициента скольжения достаточно знать тангенс угла наклона плоскости. Коэффициент трения – это совокупность характеристик двух тел, которые соприкасаются друг с другом.

Трение покоя представляет собой трение тело, которое находилось в покое, и было приведено в движение. Сила трения катящего тела определяется радиусом предмета. В большинстве случаев при вычислении трения качения транспортного средства, когда величина радиуса колеса постоянна, ее определяют в коэффициент трения.

Коэффициент трения можно также вычислить в ходе эксперимента. Таким образом, коэффициент трения определяется по формуле: μ=tg(α), где μ — сила трения, α – угол наклона плоскости. Силами сухого трения называют силы, возникающие при соприкосновении двух твердых тел при отсутствии между ними жидкой или газообразной прослойки.

Сила трения покоя не может превышать некоторого максимального значения (Fтр)max. Если внешняя сила больше (Fтр)max, возникает относительное проскальзывание. Коэффициент трения μ – величина безразмерная. Обычно коэффициент трения меньше единицы. При движении твердого тела в жидкости или газе возникает силa вязкого трения. Силы трения возникают и при качении тела. Однако силы трения качения обычно достаточно малы. При решении простых задач этими силами пренебрегают.

Определить коэффициент трения скольжения тела по наклонной плоскости с использованием данных нам объектов. Мы, конечно, помним формулу, по которой можно рассчитать коэффициент трения µ = Fтр/N. Но, значения сил, входящих в формулу нам не известны.

Изобразим на чертеже все силы, действующие на тело в этом случае. Если положить на горизонтальную поверхность брусок и подействовать на него с достаточной силой в горизонтальном направлении, то брусок станет двигаться. На этом основан метод измерения силы трения. Следует приложить к бруску силу тяги, которая будет поддерживать равномерное прямолинейное движение этого тела. По этой силе тяги определяют модуль силы трения.

Результат измерения запишите в таблицу. Нагружая брусок одним, двумя и тремя грузами, измерьте в каждом случае силу трения. 1. Определили вес бруска и груза с помощью динамометра, записали в таблицу. 2. Двигая брусок равномерно по деревянной линейке, определили силу тяги, которая равна силе трения. 3. Измерьте силу трения скольжения бруска с грузами по поверхности резины, деревянной нешлифованной линейки и по поверхности наждачной бумаги.

4. Вычислите коэффициент трения скольжения. Силой тяжести mg, действующей на карандаш, по сравнению с большой силой F пренебрегаем). Прямо пропорционально от силы давления. Чем больше шероховатости поверхности, тем коэффициент трения больше. Возникает сила трения, направленная противоположно движению. Именно сопротивление сдвигу в местах неровностей и является причиной трения.

При равномерном движении тела динамометр показывает силу тяги, равную силе трения. Единица измерения силы трения в СИ (как и любой другой силы) — 1 Ньютон. Чтобы поддерживать качение, нужно прикладывать гораздо меньшую силу, чем для поддержания, скольжения с той же скоростью.

Сила трения покоя – минимальная сила, которую нужно приложить для того, чтобы тело начало движение. 4. Определили погрешность измерения для каждого значения коэффициента силы трения. Если движущая сила равна силе трения, то тело будет двигаться прямолинейно и равномерно.

Сила трения скольжения

Сила трения скольжения - силы , возникающие между соприкасающимися телами при их относительном движении. Если между телами отсутствует жидкая или газообразная прослойка (смазка), то такое трение называется сухим . В противном случае, трение называется «жидким». Характерной отличительной чертой сухого трения является наличие трения покоя.

Опытным путём установлено, что сила трения зависит от силы давления тел друг на друга (силы реакции опоры), от материалов трущихся поверхностей, от скорости относительного движения и не зависит от площади соприкосновения. (Это можно объяснить тем, что никакое тело не является абсолютно ровным. Поэтому истинная площадь соприкосновения гораздо меньше наблюдаемой. Кроме того, увеличивая площадь, мы уменьшаем удельное давление тел друг на друга.) Величина, характеризующая трущиеся поверхности, называется коэффициентом трения , и обозначается чаще всего латинской буквой «k» или греческой буквой «μ». Она зависит от природы и качества обработки трущихся поверхностей. Кроме того, коэффициент трения зависит от скорости. Впрочем, чаще всего эта зависимость выражена слабо, и если большая точность измерений не требуется, то «k» можно считать постоянным.

В первом приближении величина силы трения скольжения может быть рассчитана по формуле:

Где

Коэффициент трения скольжения,

Сила нормальной реакции опоры.

По физике взаимодействия трение принято разделять на:

• Сухое, когда взаимодействующие твёрдые тела не разделены никакими дополнительными слоями/смазками - очень редко встречающийся на практике случай. Характерная отличительная черта сухого трения - наличие значительной силы трения покоя.
• Сухое с сухой смазкой (графитовым порошком)
• Жидкостное, при взаимодействии тел, разделённых слоем жидкости или газа (смазки) различной толщины - как правило, встречается при трении качения, когда твёрдые тела погружены в жидкость;
• Смешанное, когда область контакта содержит участки сухого и жидкостного трения;
• Граничное, когда в области контакта могут содержатся слои и участки различной природы (окисные плёнки, жидкость и т. д.) - наиболее распространённый случай при трении скольжения.

В связи со сложностью физико-химических процессов, протекающих в зоне фрикционного взаимодействия, процессы трения принципиально не поддаются описанию с помощью методов классической механики.

При механических процессах всегда происходит в большей или меньшей степени преобразование механического движения в другие формы движения материи (чаще всего в тепловую форму движения). В последнем случае взаимодействия между телами носят названия сил трения.

Опыты с движением различных соприкасающихся тел (твёрдых по твёрдым, твёрдых в жидкости или газе, жидких в газе и т. п.) с различным состоянием поверхностей соприкосновения показывают, что силы трения проявляются при относительном перемещении соприкасающихся тел и направлены против вектора относительной скорости тангенциально к поверхности соприкосновения. При этом всегда происходит нагревание взаимодействующих тел.

Силами трения называются тангенциальные взаимодействия между соприкасающимися телами, возникающие при их относительном перемещении. Силы трения возникающие при относительном перемещении различных тел, называются силами внешнего трения.

Силы трения возникают и при относительном перемещении частей одного и того же тела. Трение между слоями одного и того же тела называется внутренним трением.

В реальных движениях всегда возникают силы трения большей или меньшей величины. Поэтому при составлении уравнений движения, строго говоря, мы должны в число действующих на тело сил всегда вводить силу трения F тр.

Тело движется равномерно и прямолинейно, когда внешняя сила уравновешивает возникающую при движении силу трения.