Înapoi în anii de școală, în al șaptelea sau al optuleala clasă, fiecare persoană face cunoștință cu un nou concept de fizică dinamică - fricțiunea. Cu toate acestea, mulți, după ce s-au maturizat, uită ce este fricțiunea și cum funcționează această forță. Să încercăm să înțelegem acest subiect.
Definiția conceptului
Fricțiunea este un fenomen care includesemnificația următoare: atunci când două corpuri intră în contact unul cu celălalt, se formează o interacțiune specială la locul contactului lor, ceea ce împiedică corpurile să continue să se miște unul față de celălalt. Este clar că valoarea interacțiunii acestor corpuri poate fi calculată. Forța de frecare caracterizează exact această interacțiune cantitativ. Dacă se produce frecare între solide (de exemplu, interacțiunea unei cărți cu un raft de cărți sau un măr cu o masă), atunci această interacțiune se numește frecare uscată.
Ar trebui înțeles că fricțiunea este o forță care arenatura electromagnetică. Aceasta înseamnă că cauza acestei forțe este interacțiunea dintre particulele care alcătuiesc acest corp.
Ce este fricțiunea?
Datorită varietății existente în lumea noastrăobiectele pot fi determinate că fiecare dintre ele are propria structură și are proprietăți individuale. Aceasta înseamnă că interacțiunea dintre diferite obiecte va fi diferită. Pentru o înțelegere corectă a esenței și soluționării competente a multor probleme din fizică, este obișnuit să se împartă în mod convențional trei tipuri de frecare. Deci, să analizăm fiecare separat:
- Prima frecare este fricțiunea statică care apare atunci cândabsența mișcării relative a două corpuri. Putem vedea exemple peste tot, deoarece forța care rezultă din această frecare menține obiectele în echilibru. De exemplu, mărfuri pe o bandă rulantă în mișcare, un cui înfipt într-un perete sau o persoană care stă pe podea.
- Frecare culisantă - aceasta este condiționată a doua frecare.Valoarea alunecării este determinată în acest fel: atunci când o forță este aplicată unui corp în echilibru, care este mai mare decât forța de frecare în repaus, forța fricțiunii de alunecare începe să acționeze, iar corpul se mișcă de la locul său.
- In cele din urma, frecare de rulareexplicând interacțiunea a două corpuri, unul dintrecare se rostogoleste peste suprafata altuia. Diferența de frecare în rulare și glisare se explică prin faptul că, cu orice mișcare, zonele corpului se deplasează de-a lungul suprafeței de contact și, în loc de legături intermoleculare rupte, se formează altele noi. Și în cazul în care roata se rostogolește fără alunecare, legăturile moleculare sunt rupte la ridicarea secțiunilor roții mult mai repede decât la alunecare. Se pare că forța de frecare de rulare este mai mică decât forța de alunecare.
Unde și cum pot fi utilizate fricțiunile?
Fricțiunea este un fenomen de neînlocuit, fără de care noinu ar putea face lucruri de bază: să meargă, să stea sau doar să țină obiecte în mâini. Prin urmare, nu subestimați importanța fricțiunii. Așa cum a spus fizicianul francez Guillaume: „Dacă nu ar exista fricțiuni, Pământul nostru ar fi fără o singură rugozitate, ar fi ca o picătură de lichid”.
Poate cel mai bun exemplu, care este cel mai exactcaracterizează fricțiunea, este opera roții. Chiar și în antichitate, s-a observat că forțele de frecare prin rulare sunt mult mai mici decât forțele de frecare prin alunecare. Beneficiile incontestabile ale fricțiunii de rulare au determinat oamenii să folosească bușteni sau role pentru a muta sarcini grele și voluminoase. De-a lungul timpului, oamenii și-au îmbunătățit cunoștințele despre uimitoarele proprietăți ale fricțiunii de rulare, au observat mișcarea obiectelor sub influența forțelor de frecare și, în cele din urmă, au inventat roata! În lumea modernă, este imposibil să ne imaginăm viața fără aceste piese de neînlocuit, deoarece roțile sunt al doilea „motor” al oricărui transport!
Cum se calculează valoarea forței de frecare?
Ca orice altă forță, forța de frecare arevalori întregi. Pentru a determina cu exactitate câtă forță este necesară pentru mișcare sau alte tipuri de lucru, este necesar să se calculeze forța statică de frecare. Acest lucru este de obicei realizat de ingineri atunci când, de exemplu, construiesc fabrici sau inventează dispozitive noi. Cu toate acestea, chiar și elevii obișnuiți se confruntă cu anumite sarcini în care este necesar să se calculeze forța de frecare. Deci, pentru a-i calcula valoarea, trebuie doar să utilizați o formulă simplă: Ffrecare = K * N, unde k este coeficientul de frecare.Valoarea tuturor coeficienților depinde întotdeauna de suprafața obiectului de-a lungul căruia corpul se mișcă sau interacționează. „N” din formula noastră înseamnă forța reacției suportului asupra corpului. Depinde în primul rând de greutatea corpului, care este în contact cu suprafața de sprijin.
Calculăm valoarea forței din problemă
Să presupunem că un corp cu o masă de m = 3 kg este situat petablă orizontală. Coeficientul de frecare dintre placa de lemn și corp este de 0,3. Cum găsiți valoarea forței de frecare? Este foarte simplu, trebuie doar să înlocuiți valorile noastre în formulă. Trebuie doar să țineți cont de faptul că N în acest caz este egal cu greutatea corpului (conform celei de-a treia legi a lui Newton). Deci, forța necesară este (m * g) * k = (3 kg * 10 m / s2) * 0,3 = 9 H.
