- Зачем нужна сила трения
- Зачем нужны присадки для двигателя
- Как найти работу силы трения
Сила трения возникает при соприкосновении двух тел относительно друг друга. Она имеет электромагнитную природу и вызвана взаимодействием атомов и молекул друг с другом. Сила трения направлена по касательной к поверхности соприкосновения тел. Ее также называют силой сухого трения и делят на трение покоя, скольжения и качения.
При отсутствии движения предмета на него действует сила трения покоя, которая равна по модулю силе внешнего давления и направлена в противоположную сторону. Если внешнее усилие превышает максимальную величину силы трения покоя для данного тела, то предмет начинает скользить, и возникает сила трения скольжения, которая обычно меньше силы трения покоя. Именно поэтому санки тяжелее сдвинуть с места, чем везти.
Сила трения возникает и при качении предметов. Сила трения качения невелика. Поэтому ее действием часто пренебрегают при несложных физических расчетах. Если тело двигается в жидкой или газообразной среде, то на него действуют сила вязкого трения. Это взаимодействие гораздо слабее, чем при сухом трении. Заметьте, что силы вязкого трения покоя не существует. Вследствие того предмет, погруженный в воду, так легко передвинуть.
Сила трения не всегда препятствует движению. Например, при ходьбе возникает сила трения покоя, направленная вперед. Она препятствует ногам скользить назад, как это происходит, если вы пытаетесь передвигаться по скользкому льду. Сила трения придает ускорение вперед. Подобным образом движутся колеса велосипеда, машины, поезда. На присутствии силы трения основано действие тормозов. В то же время иногда требуется уменьшить трение. Детали механизмов быстро снашиваются благодаря этим силам. В таком случае поможет смазка, которая заменяет силу трения покоя на трение скольжения, гораздо меньшее по модулю.
Что такое сила трения
Тела взаимодействуют друг с другом по-разному. Один из видов взаимодействия — трение. Прежде чем разбираться с тонкостями сухого и вязкого трения, ответим на два вопроса. Что такое сила трения, и когда она возникает?
Что такое сила трения?
Сила трения — сила, возникающая при соприкосновении тел и препятствующая их относительному движению.
Трение возникает вследствие взаимодействия между атомами и молекулами тел, когда они соприкасаются друг с другом.
Природа силы трения — электромагнитная.
Как и для любого другого взаимодействия, для трения справедлив третий закон Ньютона. Если на одно из двух взаимодействующих тел действует сила трения, то такая же по модулю сила действует на другое тело в противоположном направлении.
Сила трения покоя и сила трения скольжения
Различают сухое и вязкое трение, силу трения покоя, силу трения скольжения, силу трения качения.
Сухое трение — это трение, которое возникает между твердыми телами при отсутствии между ними жидкой или газообразной прослойки. Силы трения направлена по касательной к соприкасающимся поверхностям.
Представим, что на тело, например, брусок, лежащий на столе, действует некоторая внешняя сила. Эта сила стремится сдвинуть брусок с места. Пока тела покоятся, на брусок действуют сила трения покоя и, собственно, внешняя сила. Сила трения покоя равна внешней силе и уравновешивает ее.
Когда внешняя сила превышает некоторое предельное значение F т р . m a x , брусок сдвигается с места. На него так же действует сила трения, но это уже не сила трения покоя, а сила трения скольжения. Сила трения скольжения направлена в сторону, противоположную движению, и зависит от скорости движения тела.
При решении физических задач силу трения скольжения часто принимают равной максимальной силе трения покоя, а зависимостью от силы трения от относительной скорости движения тел пренебрегают.
На рисунке выше показаны реальная и идеализированная характеристики сухого трения. Как видим, на самом деле сила трения скольжения меняется в зависимости от скорости, однако изменения не столь велики, чтобы ими нельзя было пренебречь.
Сила трения пропорциональна силе нормальной реакции опоры.
F т р = F т р . m a x = μ N .
Что такое коэффициент трения скольжения?
μ — коэфиичицент пропорциональности, который называется коэффициентом трения скольжения. Он зависит от материалов соприкосающихся тел и их свойств. Коэффициент трения скольжения — безразмерная величина, не превышающая единицы.
Силы трения качения возникают при качении тел. Обычно при решении задач ими пренебрегают.
Вязкое трение в жидкостях и газах
Вязкое трение возникает при движении тел в жидкостях и газах. Сила вязкого трения также направлена в сторону, противоположную движению тела, но по величине гораздо меньше силы трения скольжения. Трение покоя отсутствует при вязком трении.
Расчет силы вязкого трения более сложен, нежели расчет силы трения скольжения. При малых скоростях движения тела в жидкоси сила вязкого трения пропорциональна скорости тела, а при больших скоростях — квадрату скорости. Коэффициенты пропорциональности при этом зависят от формы тел, также необходимо учитывать свойства самой среды, в которой происходит движение.
Например, силы вязкого трения в воде и масле будут отличаться, так как эти жидкости имеют различные вязкости.
Зачем нужна сила трения? Для людей чтобы просто ответить на такой вопрос, нужно вспомнить не хитрые и простые законы физики. Наша жизнь немыслима без силы трения.
Благодаря обычной силе трения мы с вами можем двигаться, стоять на месте, предметы, которые мы создаем, не разваливаются на мелкие частицы, даже не скользят на соерненно любой поверхности.
Возникает, обыкновенная сила трения благодаря соприкосновению друг друга двух тел. Силе терния свойственна электромагнитная природа, которая является следствием взаимодействия атомов и молекул относительно друг друга. Простая сила трения имеет направление касательной поверхности полноценного соприкосновения различных тел.
Сила терния — это сила сухого трения, и она имеет три подвида: трение покоя, качения, скольжения.
Зачем все-таки нужна сила трения? Если у предмета отсутствует движение, то на него непосредственно действует сила трения простого покоя, она полностью равна силе внешнего действия по модулю и всегда направлена в совершенно другую противоположную сторону. При превышении внешнего усилия максимальной величины силы трения покоя для обычного тела, происходит скольжение предмета, в результате чего, сразу же возникает простая сила трения скольжения, такой вид силы гораздо меньше стандартной силы трения покоя. Вот почему тяжелый предмет тяжело сдвинуть с места, чем тащить его.
Возникает так же сила трения в и процессе качения предмета, однако она невелика. Вот почему действие силы трения качения часто не учитывают при физических расчетах простого уровня.
В случае движения тела в водной или газообразной среде, то на него оказывает действие сила вязкого терния. Данное взаимодействие слабее силы сухого терния. К тому же, силы вязкого терния покоя в природе не существует. Вот зачем человечеству необходима сила трения, ведь предмет, находящиеся в воде легко двигать с места и передвигать.
Движению сила терния препятствует не всегда. К примеру, в процессе ходьбы естественно возникает сила трения, она логически направлена вперед. Такая сила не скользит назад. Обыкновенная сила трения действует и на технику (к примеру, на машины).
Действие тормозов основано на присутствии силы терния. Механизмы и их детали быстро снашиваются по действию этих сил, поэтому важно уменьшить силу трения. Нужно использовать специальные смазки, которые приводят к действию замены силы терния покоя на терние скольжения. Вот зачем человечеству нужна и даже очень необходима сила трения.
Если вам очень интересно, то можете больше узнать про поделки из бумаги и можно ли бегать зимой. Советую всем больше учиться и познавать новые горизонты. 
