Формула коэффициента трения покоя

Содержание
  1. Формула коэффициента трения покоя
  2. Сила трения
  3. Сила трения: величина, направление
  4. Сухое и вязкое трение
  5. Трение покоя
  6. Трение скольжения
  7. Закон силы трения: объясняем сложную тему простыми словами
  8. Определение силы трения
  9. Откуда берётся трение
  10. Виды силы трения
  11. Сила трения покоя
  12. Сила трения скольжения
  13. Как рассчитать и измерить силу трения
  14. Сила трения качения
  15. Направление силы трения
  16. Подведём итоги
  17. Сила трения
  18. теория по физике 🧲 динамика
  19. Трение скольжения
  20. Трение покоя
  21. Описание движения тел с учетом сил трения
  22. Движение тела по горизонтальной плоскости
  23. Равноускоренное движение по горизонтали, сила тяги параллельная плоскости
  24. Равнозамедленное движение по горизонтали, сила тяги параллельная плоскости
  25. Ускоренное движение по горизонтали, сила тяги направлена под углом к горизонту (вверх)
  26. Ускоренное движение по горизонтали, сила тяги направлена под углом к горизонту (вниз)
  27. Движение тела по вертикальной плоскости
  28. Тело прижали к вертикальной плоскости и удерживают
  29. Тело поднимается под действием силы тяги, направленной под углом к вертикали
  30. Движение тела по наклонной плоскости
  31. Движение вниз без трения
  32. Тело покоится на наклонной плоскости
  33. Тело удерживают на наклонной плоскости
  34. Равноускоренное движение вверх с учетом силы трения
  35. Равномерное движение вверх с учетом силы трения

Формула коэффициента трения покоя

Код ОГЭ 1.11. Трение покоя и трение скольжения. Формула для вычисления модуля силы трения скольжения.

Сила трения возникает при движении одного тела по поверхности другого. Существуют следующие виды сил трения:

Внимание! Сила трения покоя имеет важную особенность – она может не только препятствовать возможному движению, но и обеспечивать это движение. Например, при ходьбе поверхность обуви взаимодействует с поверхностью дороги – они «отталкиваются» друг от друга. При этом в соответствии с третьим законом Ньютона возникают две силы взаимодействия – силы трения покоя. Одна из них действует на поверхность дороги, другая – на поверхность обуви, обеспечивая тем самым движение пешехода.

Внимание! При решении стандартных физических задач принимается, что максимальная сила трения покоя равна силе трения скольжения и рассчитывается по формуле Fтр = μN, где N–сила реакции опоры; μ – коэффициент трения.

Коэффициент трения – это безразмерная величина. Он зависит от свойств соприкасающихся поверхностей и не зависит от силы давления (соответственно, и от силы реакции опоры, так как это силы, описываемые третьим законом Ньютона) и от площади соприкасающихся поверхностей.

%D1%81%D0%B8%D0%BB%D0%B0 %D1%82%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F

Конспект урока «Трение покоя и трение скольжения».

Источник

Сила трения

603cdd497fb18363696613

Сила трения: величина, направление

С силой трения вы сталкиваетесь буквально каждую секунду. Каждый раз, когда вы взаимодействуете с любой поверхностью — идете по асфальту, сидите на стуле, пьете чай из чашки — на вас действует сила трения.

Трение — это и есть взаимодействие в плоскости соприкосновения двух поверхностей.

Чтобы перевести трение на язык математики, вводится понятие сила трения.

Сила трения — это величина, которая характеризует процесс трения по величине и направлению.

Измеряется сила трения, как и любая сила — в Ньютонах.

Возникает сила трения по двум причинам:

Направлена сила трения всегда против скорости тела. В этом плане все просто, но всегда есть вопрос:

603cddf83eb88680179882

В задачах часто пишут что-то вроде: «Поверхность считать идеально гладкой». Это значит, что сила трения в данной задаче отсутствует. Да, в реальной жизни это невозможно, но во имя красивой математической модели трением часто пренебрегают.

Не переживайте из-за этой несправедливости, а просто решайте задачи без трения, если увидели словосочетание «гладкая поверхность».

Сухое и вязкое трение

Есть очень большая разница между вашим соприкосновением с водой в бассейне во время плавания и соприкосновением между асфальтом и колесами вашего велосипеда.

В случае с плаванием мы имеем дело с вязким трением — явлением сопротивления при движении твердого тела в жидкости или воздухе. Самолет тоже подвергается вязкому трению и вон тот наглый голубь из вашего двора.

А вот сухое трение — это явление сопротивления при соприкосновении двух твердых тел. Например, если школьник ерзает на стуле или злодей из фильма потирает ладоши — это будет сухое трение.

Вязкое трение в школьном курсе физики не рассматривается подробно, а вот сухое — разбирают вдоль и поперек. У сухого трения также есть разновидности, давайте о них поговорим.

Трение покоя

Если вы решите сдвинуть с места грузовик, вряд ли у вас это получится. Не то, чтобы мы в вас не верим — просто это невозможно сделать из-за того, что масса человека во много раз меньше массы грузовика, да еще и сила трения мешает это сделать. Мир жесток, что тут поделать.

В случае, когда сила трения есть, но тело не двигается с места, мы имеем дело с силой трения покоя.

Сила трения покоя равна силе тяги. Например, если вы пытаетесь сдвинуть с места санки, действуя на них с силой тяги 10 Н, то сила трения будет равна 10 Н.

Сила трения покоя

Fтр = Fтяги

Fтр — сила трения скольжения [Н]

Задача

Найти силу трения покоя для тела, на которое действуют сила тяги в 4 Н.

Решение:

Тело покоится, значит

Ответ: сила трения равна 4 Н.

Трение скольжения

А теперь давайте скользить на коньках по льду. Каток достаточно гладкий, но, как мы уже выяснили, сила трения все равно будет присутствовать и вычисляться будет по формуле:

Сила трения скольжения

Fтр = μN

Fтр — сила трения скольжения [Н]

μ — коэффициент трения [-]

N — сила реакции опоры [Н]

Сила трения, которую мы получим по этой формуле будет максимально возможной — то есть больше уже никуда.

Сила реакции опоры — это сила, с которой опора действует на тело. Она численно равна силе нормального давления и противоположна по направлению.

603cdedbf0908302064223

Не совсем. Сила нормального давления направлена всегда перпендикулярно поверхности (нормаль — перпендикуляр к поверхности). Вес не обязательно направлен перпендикулярно поверхности.

В рамках школьного курса вес всегда направлен перпендикулярно поверхности, поэтому силу реакции опоры можно численно приравнивать к весу.

Подробнее про вес тела читайте в нашей статье😇

Также, если тело находится на горизонтальной поверхности, сила реакции опоры будет равна силе тяжести: N = mg.

Коэффициент трения — это характеристика поверхности. Он определяется экспериментально, не имеет размерности и показывает, насколько поверхность гладкая — чем больше коэффициент, тем более шероховатая поверхность. Коэффициент трения положителен и чаще всего меньше единицы.

Задача 1

Масса котика, лежащего на столе, составляет 5кг. Коэффициент трения µ=0,2. К коту прилагают внешнюю силу, равную 2,5Н. Какая сила трения при этом возникает?

Решение:

По условию данной задачи невозможно понять, двигается наш котик или нет. Решение о том, приравниваем ли мы к силе тяги силу трения, принять сразу нельзя. В таких случаях нужно все-таки рассчитать по формуле:

Так как котик лежит на горизонтальной поверхности, сила реакции опоры в данном случае равна силе тяжести: N = mg.

Мы получили максимально возможную силу трения. Внешняя сила по условию задачи меньше максимальной. Это значит, что котик находится в покое. Сила трения уравновешивает внешнюю силу. Следовательно, она равняется 2,5Н.

Ответ: возникает сила трения величиной 2,5 Н

Задача 2

Барсук скользит по горизонтальной плоскости. Найти коэффициент трения, если сила трения равна 5 Н, а сила давления тела на плоскость – 20 Н.

Решение:

В данной задаче нам известно, что барсучок скользит. Значит нужно воспользоваться формулой:

Так как барсук находится на горизонтальной поверхности, сила реакции опоры в данном случае равна силе давления на плоскость: N = Fд.

Выражаем коэффициент трения:

μ = Fтр/Fд = 5/20 = 0,25

Ответ: коэффициент трения равен 0,25

Задача 3

Пудель вашей бабушки массой 5 килограмм скользит по горизонтальной поверхности. Сила трения скольжения равна 20 Н. Найдите силу трения, если пудель сильно похудеет, и его масса уменьшится в два раза, а коэффициент трения останется неизменным.

Решение:

В данной задаче нам известно, что пудель скользит. Значит, нужно воспользоваться формулой:

Так как пудель находится на горизонтальной поверхности, сила реакции опоры в данном случае равна силе тяжести: N = mg.

Выразим коэффициент трения:

μ = Fтр/mg = 20/5*10 = 0,4

Теперь рассчитаем силу трения для массы, меньшей в два раза:

603cdf6f5f480370315132

Ответ: сила трения будет равна 10 Н.

Задача 4

Ученик провел эксперимент по изучению силы трения скольжения, перемещая брусок с грузами равномерно по горизонтальным поверхностям с помощью динамометра.

603cdfb4767ed014616536

Результаты экспериментальных измерений массы бруска с грузами m, площади соприкосновения бруска и поверхности S и приложенной силы F представлены в таблице.

Источник

Закон силы трения: объясняем сложную тему простыми словами

Почему звучит скрипка, когда по струнам проводят смычком? Почему на мокрой дороге автомобилю сложнее затормозить? Вы стоите на абсолютно гладкой поверхности ледяного озера. Как сдвинуться с места? Как снять тесное кольцо с пальца? Ответы на все эти вопросы можно получить, подробно изучив такую важную тему, как закон силы трения.

5ae47db9e8c2bb9e584b8208 wall clock

Определение силы трения

Когда мы говорим «абсолютно гладкая поверхность» — это значит, что между ней и телом нет трения. Такая ситуация в реальной жизни практически невозможна. Избавиться от трения полностью невероятно трудно.

Чаще при слове «трение» нам приходит в голову его «тёмная» сторона — из-за трения скрипят и прекращают качаться качели, изнашиваются детали машин. Но представьте, что вы стоите на идеально гладкой поверхности, и вам надо идти или бежать. Вот тут трение бы, несомненно, пригодилось. Без него вы не сможете сделать ни шагу, ведь между ботинком и поверхностью нет сцепления, и вам не от чего оттолкнуться, чтобы двигаться вперёд.

Трение — это взаимодействие, которое возникает в плоскости контакта поверхностей соприкасающихся тел.
Сила трения — это величина, которая характеризует это взаимодействие по величине и направлению.

Основная особенность: сила трения приложена к обоим телам, поверхности которых соприкасаются, и направлена в сторону, противоположную мгновенной скорости движения тел друг относительно друга. Поэтому тела, свободно скользящие по какой-либо горизонтальной поверхности, в конце концов остановятся. Чтобы тело двигалось по горизонтальной поверхности без торможения, к нему надо прикладывать усилие, противоположное и хотя бы равное силе трения. В этом заключается суть силы трения.

Откуда берётся трение

Трение возникает по двум причинам:

5f205f37cba78944560247e6 gfGL6WYwONMPYT9BZxP7OjqoX4ddePLKq5QfArR1ExtYQ0ldfRLz jAHMSLxXei8hM

Виды силы трения

В зависимости от вида трущихся поверхностей, различают сухое и вязкое трение. В свою очередь, оба подразделяются на другие виды силы трения.

5f205f37e6a601ea56205e95 3mXWyGTCO5G2CLg egeCNV6iaDex p9 QpqLtmzH0i6VQkOQ0QBudA3QmSW2soWinsZBJ1gjoTI tAaC2DPsBPBmbZ3B8jha6UZndVqexVA 3Z Qye1U8zfaQeKQ ZN tYFwSQBK

Сила трения покоя

Рассмотрим силу трения покоя подробнее.

5f205f37d2e40064d829ecf6 F6OCCPDWppYXSjyEDYyF9SHcEbKoSBzCK2HLRxuWsd djrFI7OTY nVyeW I 46flMjjd30NL09Cv8aBKoxXUAnWVFd69BZLI5frI8bCXDBRX582F1Tt0qcFojyBMznJ0st1Q

Обычная ситуация: на кухне имеется холодильник, его нужно переставить на другое место.

Когда никто не пытается двигать холодильник, стоящий на горизонтальном полу, трения между ним и полом нет. Но как только его начинают толкать, коварная сила трения покоя тут же возникает и полностью компенсирует усилие. Причина её возникновения — те самые неровности соприкасающихся поверхностей, которые деформируясь, препятствуют движению холодильника. Поднатужились, увеличили силу, приложенную к холодильнику, но он не поддался и остался на месте. Это означает, что сила трения покоя возрастает вместе с увеличением внешнего воздействия, оставаясь равной по модулю приложенной силе, ведь увеличиваются деформации неровностей.

Пока силы равны, холодильник остаётся на месте:

5f20673bb19b6a64c9243c97 %D0%BA%D0%B0%D1%80%D1%82%D0%B8%D0%BD%D1%8B %D0%B8%D0%B2%D0%B0%D0%BD %D0%B3%D1%80%D0%BE%D0%B7%D0%BD%D1%8B%D0%B9 %D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%BD%D0%B8%D0%BD%D0%B0 5

Сила трения, которая действует между поверхностями покоящихся тел и препятствует возникновению движения, называется силой трения покоя

60b7631e33792aeb8f8f2962 podtyani shkolnyi predmet

Сила трения скольжения

Что же делать с холодильником и можно ли победить силу трения покоя? Не будет же она расти до бесконечности?

Зовём на помощь друга, и вдвоём уже удаётся передвинуть холодильник. Получается, чтобы тело двигалось, нужно приложить силу, большую, чем самая большая сила трения покоя:

5f2067a9069a16817389b67e %D0%BA%D0%B0%D1%80%D1%82%D0%B8%D0%BD%D1%8B %D0%B8%D0%B2%D0%B0%D0%BD %D0%B3%D1%80%D0%BE%D0%B7%D0%BD%D1%8B%D0%B9 %D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%BD%D0%B8%D0%BD%D0%B0 6

Теперь на движущийся холодильник действует сила трения скольжения. Она возникает при относительном движении контактирующих твёрдых тел.

Итак, сила трения покоя может меняться от нуля до некоторого максимального значения — Fтр. пок. макс И если приложенная сила больше, чем Fтр. пок. макс, то у холодильника появляется шанс сдвинуться с места.

Теперь, после начала движения, можно прекратить наращивать усилие и ещё одного друга можно не звать. Чтобы холодильник продолжал двигаться равномерно, достаточно прикладывать силу, равную силе трения скольжения:

5f206815f80cb4205fb28366 %D0%BA%D0%B0%D1%80%D1%82%D0%B8%D0%BD%D1%8B %D0%B8%D0%B2%D0%B0%D0%BD %D0%B3%D1%80%D0%BE%D0%B7%D0%BD%D1%8B%D0%B9 %D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%BD%D0%B8%D0%BD%D0%B0 7

5f205f37b0282e1a4d9969b6 G651qHbto7dTDp8VzxXb9KiAEXOnEIlN48Y1elxrkwS3sWRarBzvbOcWtqDsi9VMvhP1OL

Как рассчитать и измерить силу трения

Чтобы понять, как измеряется сила трения, нужно понять, какие факторы влияют на величину силы трения. Почему так трудно двигать холодильник?

5f205f371ce592eec8ee128e mrBvZ3oQtRAzhQZmgXERWZ4x2fm A0pSJco0WxVQl2ApB4DShTYs1CALiOsN6O2aUNwYafcONMfcBdZ VFMPqKnNZ0UJhvfej 62GWuKfdl9KiaB 2VH tsQBqOqENkgSd4pH2j

Самое очевидное — его масса играет первостепенную роль. Можно вытащить из него все продукты и тем самым уменьшить его массу, и, следовательно, силу давления холодильника на опору (пол). Пустой холодильник сдвинуть с места гораздо легче!
Следовательно, чем меньше сила нормального давления тела на поверхность опоры, тем меньше и сила трения. Опора действует на тело с точно такой же силой, что и тело на опору, только направленной в противоположную сторону.

Сила реакции опоры обозначается N. Можно сделать вывод

5f2303f4abeaf9006b8c0234 5f2062244e26cd496cfd94e3 %D0%BA%D0%B0%D1%80%D1%82%D0%B8%D0%BD%D1%8B %D0%B8%D0%B2%D0%B0%D0%BD %D0%B3%D1%80%D0%BE%D0%B7%D0%BD%D1%8B%D0%B9 %D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%BD%D0%B8%D0%BD%D0%B0 1

Второй фактор, влияющий на величину силы трения, — материал и степень обработки соприкасающихся поверхностей. Так, двигать холодильник по бетонному полу гораздо тяжелее, чем по ламинату. Зависимость силы трения от рода и качества обработки материала обеих соприкасающихся поверхностей выражают через коэффициент трения.

Коэффициент трения обозначается буквой μ (греческая буква «мю»). Коэффициент определяется отношением силы трения к силе нормального давления.

5f23039a3b51090cfb05a79c 5f2062e8dbb7bb70c0938fe2 %D0%BA%D0%B0%D1%80%D1%82%D0%B8%D0%BD%D1%8B %D0%B8%D0%B2%D0%B0%D0%BD %D0%B3%D1%80%D0%BE%D0%B7%D0%BD%D1%8B%D0%B9 %D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%BD%D0%B8%D0%BD%D0%B0 2

Он чаще всего попадает в интервал от нуля до единицы, не имеет размерности и определяется экспериментально.

Можно предположить, что сила трения зависит также от площади соприкасающихся поверхностей. Однако, положив холодильник набок, мы не облегчим себе задачу.

Ещё Леонардо да Винчи экспериментально доказал, что сила трения не зависит от площади соприкасающихся поверхностей при прочих равных условиях.

Сила трения скольжения, возникающая при контакте твёрдого тела с поверхностью другого твёрдого тела прямо пропорциональна силе нормального давления и не зависит от площади контакта.

Этот факт отражён в законе Амонтона-Кулона, который можно записать формулой:

5f2063806bbab204ce023404 %D0%BA%D0%B0%D1%80%D1%82%D0%B8%D0%BD%D1%8B %D0%B8%D0%B2%D0%B0%D0%BD %D0%B3%D1%80%D0%BE%D0%B7%D0%BD%D1%8B%D0%B9 %D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%BD%D0%B8%D0%BD%D0%B0 3

где μ — коэффициент трения, N — сила нормальной реакции опоры.

Для тела, движущегося по горизонтальной поверхности, сила реакции опоры по модулю равна весу тела:

5f2063e562fa0b27ce97f49b %D0%BA%D0%B0%D1%80%D1%82%D0%B8%D0%BD%D1%8B %D0%B8%D0%B2%D0%B0%D0%BD %D0%B3%D1%80%D0%BE%D0%B7%D0%BD%D1%8B%D0%B9 %D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%BD%D0%B8%D0%BD%D0%B0 4

Сила трения качения

5f205f37de0d27a5af0ba60f gPbbtHHnFcl Ga7pgQd0pAZ2ZDpljYGD kvBp3VqDhAbvaMWkT0loV5CdmehDTZeswtJMzk1HWGGiQp25bpQgdZp7IyAmfdIgKXi

Ещё древние строители заметили, что если тяжёлый предмет водрузить на колёсики, то сдвинуть с места и затем катить его будет гораздо легче, чем тянуть волоком. Вот бы пригодилась эта древняя мудрость, когда мы тянули холодильник! Однако всё равно нужно толкать или тянуть тело, чтобы оно не остановилось. Значит, на него действует сила трения качения. Это сила сопротивления движению при перекатывании одного тела по поверхности другого.

Причина трения качения — деформация катка и опорной поверхности. Сила трения качения может быть в сотни раз меньше силы трения скольжения при той же силе давления на поверхность. Примерами уменьшения силы трения за счёт подмены трения скольжения на трение качения служат такие приспособления, как подшипники, колёсики у чемоданов и сумок, ролики на прокатных станах.

Направление силы трения

Сила трения скольжения всегда направлена противоположно скорости относительного движения соприкасающихся тел. Важно помнить, что на каждое из соприкасающихся тел действует своя сила трения.

5f205f37d0fbb66f05b602de us6lyEjLP6L2XLBPnykckdECsOGv31QjVEcobasbEIGxBBYnyuZcefI A8ve4ifB wbgz10 SzZXo3lVS3FBio5vhtMCOuN7mVkmlW710Al

Бывают ситуации, когда сила трения не препятствует движению, а совсем наоборот.

Представьте, что на ленте транспортёра лежит чемодан. Лента трогается с места, и чемодан движется вместе с ней. Сила трения между лентой и чемоданом оказалась достаточной, чтобы преодолеть инерцию чемодана, и эти тела движутся как одно целое. На чемодан действует сила трения покоя, возникающая при взаимодействии соприкасающихся поверхностей, которая направлена по ходу движения ленты транспортёра.

Если бы лента была абсолютно гладкой, то чемодан начал бы скользить по ней, стремясь сохранить своё состояние покоя. Напомним, что это явление называется инерцией.

5f205f384e26cd5001fc3d78 68hFEmfUsRdtPdbbioquJV9SfG9C4Vd3SgDyyC3iIFsFx7UGsuB58P79MNgwnlyUQRFyl9bQRq7ejq4IVLBFI8fkf7X8H EEEPEToYDygA2jb2o VtZeBSrqvG0l h8yZg6eUS1A

Сила трения покоя, помогающая нам ходить и бегать, также направлена не против движения, а вперёд по ходу перемещения. При повороте же автомобиля сила трения покоя и вовсе направлена к центру окружности.

Для того чтобы понять, как направлена сила трения покоя, нужно предположить, в каком направлении стало бы двигаться тело, будь поверхность идеально гладкой. Сила трения покоя в этом случае будет направлена как раз в противоположную сторону. Пример, лестница у стены.

Подведём итоги

5f2300b108d5f175623bbc8a %D0%91%D0%B5%D0%B7%D1%8B%D0%BC%D1%8F%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9%20210

Источник

Сила трения

теория по физике 🧲 динамика

Трение — вариант взаимодействия двух тел. Оно возникает при движении одного тела по поверхности другого. При этом тела действуют друг на друга с силой, которая называется силой трения. Сила трения имеет электромагнитную природу.

Сила трения — сила, возникающая между телами при их движении или при попытке их сдвинуть. Обозначается как F тр. Единица измерения — Н (Ньютон).

Трение бывает сухим и жидким. В школьном курсе физике изучается сухое трение.

Виды сухого трения:

Трение скольжения

word image 377

Сила трения скольжения определяется формулой:

word image 378

μ — коэффициент трения, N — сила реакции опоры, Fдавл. — сила нормального давления

Сила реакции опоры и сила нормального давления — равные по модулю, но противоположные по направлению силы. Если тело не перемещается с ускорением относительно оси ОУ, модули силы реакции опоры и силы нормального давления равны модулю силы тяжести, действующей на это тело.

Силу трения скольжения зависит от степени неровности (шероховатости) поверхности. Поэтому ее можно легко менять.

Чтобы увеличить силу трения скольжения, нужно сделать поверхность тела более шероховатой. Так, чтобы зимой автомобили не скользили по голому льду, автомобилисты используют зимние шины. От летних они отличаются глубоким протектором и наличием шипов, создающих дополнительную неровность.

Чтобы уменьшить силу трения скольжения, нужно сделать поверхность более ровной. Ее можно отшлифовать или смазать. Так, чтобы лыжи скользили по снегу лучше, их смазывают специальными мазями или парафинами.

Пример №1. Конькобежец массой 70 кг скользит по льду. Какова сила трения, действующая на конькобежца, если коэффициент трения скольжения коньков по льду равен 0,002?

Сила реакции опоры по модулю равна силе тяжести, действующей на конькобежца. Отсюда:

word image 379

Трение покоя

Трение покоя возникает при попытке сдвинуть предмет с места. Трение покоя противоположно направлено приложенной к телу силе (в сторону возможного движения).

Сила трения покоя всегда больше нуля, но всегда меньше силы трения скольжения:

Способы определения вида силы трения, возникающей между телами, и ее модуля:

word image 381

Сила, приложенная к ящику, меньше силы трения скольжения. Значит, между ящиком и полом возникает сила трения покоя. Модуль силы трения покоя равен модулю приложенной силы:

Описание движения тел с учетом сил трения

Движение тела по горизонтальной плоскости

Равноускоренное движение по горизонтали, сила тяги параллельная плоскости

word image 382 Второй закон Ньютона в векторной форме:

Проекция на ось ОХ:

Проекция на ось ОУ:

Равнозамедленное движение по горизонтали, сила тяги параллельная плоскости

word image 383 Второй закон Ньютона в векторной форме:

Проекция на ось ОХ:

Проекция на ось ОУ:

Ускоренное движение по горизонтали, сила тяги направлена под углом к горизонту (вверх)

word image 384 Второй закон Ньютона в векторной форме:

Проекция на ось ОХ:

Проекция на ось ОУ:

Ускоренное движение по горизонтали, сила тяги направлена под углом к горизонту (вниз)

word image 385 Второй закон Ньютона в векторной форме:

Проекция на ось ОХ:

Проекция на ось ОУ:

Внимание! В случаях, когда сила тяги F т направлена под углом к плоскости движения, сила реакции опоры не равна силе тяжести: N ≠ mg.

Пример №3. Брусок массой 1 кг движется равноускоренно по горизонтальной поверхности под действием силы 10 Н, как показано на рисунке. Коэффициент трения скольжения равен 0,4, а угол наклона α — 30 градусов. Чему равен модуль силы трения? word image 386Сила трения равна произведению коэффициента трения скольжения на силу реакции опоры:

Проекция сил на ось ОУ выглядит так:

Отсюда силы реакции опоры равна:

Подставим ее в формулу для вычисления силы трения и получим:

Движение тела по вертикальной плоскости

Тело прижали к вертикальной плоскости и удерживают

word image 387 Второй закон Ньютона в векторной форме:

Проекция на ось ОХ:

Проекция на ось ОУ:

Тело поднимается под действием силы тяги, направленной под углом к вертикали

word image 388 Второй закон Ньютона в векторной форме:

Проекция на ось ОХ:

Проекция на ось ОУ:

Пример №4. Груз массой 50 кг удерживают на вертикальной плоскости, коэффициент трения которой равен 0,4. Определить, какую силу нужно приложить, чтобы груз оставался в состоянии покоя. Проекция на ось ОХ:

Отсюда следует, что сила должна быть равна силе реакции опоры. Проекция на ось ОУ:

Перепишем, выразив силу трения через силу реакции опоры:

Отсюда выразим силу реакции опоры: word image 389Следовательно: word image 390

Движение тела по наклонной плоскости

Движение вниз без трения

word image 391 Второй закон Ньютона в векторной форме:

Тело покоится на наклонной плоскости

word image 392 Второй закон Ньютона в векторной форме:

Тело удерживают на наклонной плоскости

word image 393 Второй закон Ньютона в векторной форме:

m g + N + F + F тр = m a

Равноускоренное движение вверх с учетом силы трения

word image 394 Второй закон Ньютона в векторной форме:

Равномерное движение вверх с учетом силы трения

word image 395 Второй закон Ньютона в векторной форме:

m g + N + F + F тр = m a

Пример №5. Брусок массой 200 г покоится на наклонной плоскости. Коэффициент трения между поверхностью бруска и плоскостью равен 0,6. Определите величину силы трения, если угол наклона плоскости к горизонту равен 30 градусам. word image 396Переведем массу в килограммы: 200 г = 0,2 кг. Проекция сил, действующих на тело, на ось ОХ:

Отсюда сила трения равна:

Подставляем известные данные и вычисляем:

Полезная информация word image 30

Косинус угла наклона word image 31
Синус угла наклона (уклон) word image 32
Тангенс угла наклона word image 33

При исследовании зависимости силы трения скольжения F тр от силы нормального давления F д были получены следующие данные:

Источник

Комфорт
Adblock
detector