Módne trendy a trendy.  Doplnky, topánky, krása, účesy

Módne trendy a trendy. Doplnky, topánky, krása, účesy

» Sily pôsobiace na posuvné teleso. Veľká encyklopédia ropy a zemného plynu

Sily pôsobiace na posuvné teleso. Veľká encyklopédia ropy a zemného plynu

Trenie - jeden z druhov interakcie medzi telesami. Vyskytuje sa pri kontakte dvoch telies. Trenie, rovnako ako všetky ostatné typy interakcie, sa riadi tretím Newtonovým zákonom: ak trecia sila pôsobí na jedno z telies, potom rovnaká veľkosť, ale nasmerovaná v opačnom smere, pôsobí aj na druhé telo.

Suché trecie sily sú sily, ktoré vznikajú, keď sa dve veci dostanú do kontaktu pevné látky v neprítomnosti kvapalnej alebo plynnej vrstvy medzi nimi. Sú vždy nasmerované tangenciálne na kontaktné povrchy.

Suché trenie, ku ktorému dochádza, keď sú telesá v relatívnom pokoji, sa nazývajú statické trenie . Pevnosť statické trenie vždy rovnakej veľkosti vonkajšia sila a smeruje opačným smerom (obr. 1.13.1).

Statická trecia sila nemôže prekročiť určitú maximálnu hodnotu ( F tr) max. Ak je vonkajšia sila väčšia ( F tr) max , dochádza k relatívnemu sklzu. Trecia sila sa v tomto prípade nazýva posuvná trecia sila . Smeruje vždy v opačnom smere ako je smer pohybu a vo všeobecnosti závisí od relatívnej rýchlosti telies. V mnohých prípadoch však možno silu klzného trenia približne považovať za nezávislú od relatívnej rýchlosti telies a rovnú maximálnej statickej trecej sile. Tento model suchej trecej sily sa používa na riešenie mnohých jednoduchých fyzikálnych problémov (obr. 1.13.2).

Skúsenosti ukazujú, že sila klzného trenia je úmerná sile normálny tlak telo na podperu, a teda aj sila reakcie podpery

Koeficient proporcionality μ sa nazýva koeficient klzného trenia .

Koeficient trenia μ je bezrozmerná veličina. Typicky je koeficient trenia menší ako jedna. Závisí od materiálov kontaktných telies a od kvality povrchovej úpravy. Pri kĺzaní je trecia sila nasmerovaná tangenciálne na kontaktné plochy v smere opačnom k ​​relatívnej rýchlosti (obr. 1.13.3).

Keď sa pevné teleso pohybuje v kvapaline alebo plyne, viskózna trecia sila . Sila viskózneho trenia je podstatne menšia ako sila suchého trenia. Je tiež nasmerovaný v smere opačnom k ​​relatívnej rýchlosti tela. Pri viskóznom trení nedochádza k žiadnemu statickému treniu.

Sila viskózneho trenia silne závisí od rýchlosti telesa. Pri pomerne nízkych rýchlostiach F tr ~ υ, pri vysokých rýchlostiach F tr ~ υ 2 . Okrem toho koeficienty proporcionality v týchto pomeroch závisia od tvaru tela.

Trecie sily vznikajú aj pri rolovaní telesa. Avšak valivé trecie sily zvyčajne dosť malé. Pri rozhodovaní jednoduché úlohy tieto sily sú zanedbané.

Sila trenia v pozemských podmienkach sprevádza akýkoľvek pohyb telies. Vyskytuje sa vtedy, keď sa dve telesá dostanú do kontaktu, ak sa tieto telesá navzájom pohybujú. Trecia sila smeruje vždy po styčnej ploche, na rozdiel od elastickej sily, ktorá smeruje kolmo (obr. 1, obr. 2).

Ryža. 1. Rozdiel medzi smermi trecej sily a elastickej sily

Ryža. 2. Povrch pôsobí na blok a blok pôsobí na povrch

Existujú suché a nevysušené typy trenia. Suchý typ trenia nastáva pri kontakte pevných telies.

Uvažujme blok ležiaci na vodorovnej ploche (obr. 3). Pôsobí naň gravitácia a pozemná reakčná sila. Pôsobme na blok malou silou , smerované pozdĺž povrchu. Ak sa blok nepohybuje, znamená to, že aplikovaná sila je vyvážená inou silou, ktorá sa nazýva statická trecia sila.

Ryža. 3. Statická trecia sila

Pokojová trecia sila () opačným smerom a rovnakou veľkosťou ako sila, ktorá má tendenciu pohybovať telesom rovnobežne s povrchom jeho kontaktu s iným telesom.

Keď sa „strižná“ sila zvyšuje, blok zostáva v pokoji, a preto sa zvyšuje aj statická trecia sila. S určitou dostatočne veľkou silou sa blok začne pohybovať. To znamená, že statická trecia sila sa nemôže zvyšovať donekonečna – existuje horná hranica, za ktorou nemôže byť. Hodnota tohto limitu je maximálna statická trecia sila.

Vyvinieme tlak na blok pomocou dynamometra.

Ryža. 4. Meranie trecej sily pomocou dynamometra

Ak naň dynamometer pôsobí silou, potom môžete vidieť, že maximálna statická trecia sila sa zväčšuje so zvyšujúcou sa hmotnosťou bloku, to znamená so zvyšujúcou sa gravitáciou a reakčnou silou podpory. Ak sa vykonajú presné merania, ukážu, že maximálna statická trecia sila je priamo úmerná sile reakcie podpory:

kde je modul maximálnej statickej trecej sily; N– reakčná sila zeme (normálny tlak); – koeficient statického trenia (proporcionalita). Preto je maximálna statická trecia sila priamo úmerná normálnej tlakovej sile.

Ak vykonáme experiment s dynamometrom a blokom konštantnej hmotnosti, pričom blok prevrátime rôzne strany(zmenou plochy kontaktu so stolom) môžete vidieť, že maximálna statická trecia sila sa nemení (obr. 5). V dôsledku toho maximálna statická trecia sila nezávisí od kontaktnej plochy.

Ryža. 5. Maximálna hodnota statickej trecej sily nezávisí od kontaktnej plochy

Presnejšie štúdie ukazujú, že statické trenie je úplne určené silou pôsobiacou na telo a vzorec.

Sila statického trenia nie vždy bráni pohybu telesa. Napríklad statická trecia sila pôsobí na podrážku topánky, udeľuje zrýchlenie a umožňuje kráčať po zemi bez pošmyknutia (obr. 6).

Ryža. 6. Sila statického trenia pôsobiaca na podrážku topánky

Ďalší príklad: statická trecia sila pôsobiaca na koleso automobilu vám umožňuje začať sa pohybovať bez šmyku (obr. 7).

Ryža. 7. Sila statického trenia pôsobiaca na koleso automobilu

Pri remeňových pohonoch pôsobí aj statická trecia sila (obr. 8).

Ryža. 8. Sila statického trenia v remeňových pohonoch

Ak sa teleso pohybuje, potom trecia sila pôsobiaca naň z povrchu nezmizne, tento typ trenia sa nazýva klzné trenie. Merania ukazujú, že sila klzného trenia je takmer rovnaká ako maximálna statická trecia sila (obr. 9).

Ryža. 9. Kĺzavá trecia sila

Posuvná trecia sila je vždy nasmerovaná proti rýchlosti pohybu telesa, to znamená, že bráni pohybu. V dôsledku toho, keď sa teleso pohybuje iba pod vplyvom trenia, udeľuje mu negatívne zrýchlenie, to znamená, že rýchlosť tela neustále klesá.

Veľkosť sily klzného trenia je tiež úmerná sile normálneho tlaku.

kde je modul sily klzného trenia; N– reakčná sila zeme (normálny tlak); – koeficient klzného trenia (proporcionalita).

Obrázok 10 znázorňuje graf trecej sily v závislosti od použitej sily. Zobrazuje dve rôzne oblasti. Prvý úsek, v ktorom sa trecia sila zvyšuje so zvyšujúcou sa aplikovanou silou, zodpovedá statickému treniu. Druhý úsek, v ktorom trecia sila nezávisí od vonkajšej sily, zodpovedá klznému treniu.

Ryža. 10. Graf trecej sily versus aplikovaná sila

Koeficient klzného trenia sa približne rovná koeficientu statického trenia. Koeficient klzného trenia je zvyčajne menší ako jedna. To znamená, že klzná trecia sila je menšia ako normálna tlaková sila.

Koeficient klzného trenia je charakteristický pre vzájomné trenie dvoch telies, závisí od toho, z akých materiálov sú telesá vyrobené a ako dobre sú povrchy opracované (hladké alebo drsné).

Pôvod statických a klzných trecích síl je daný tým, že akýkoľvek povrch na mikroskopickej úrovni nie je rovný, na akomkoľvek povrchu sú vždy prítomné mikroskopické nehomogenity (obr. 11).

Ryža. 11. Povrchy telies na mikroskopickej úrovni

Keď sa dve telesá, ktoré sú v kontakte, pokúsia pohybovať sa voči sebe navzájom, tieto diskontinuity sa zapoja a zabránia tomuto pohybu. Pri malom množstve aplikovanej sily stačí tento záber na zabránenie pohybu telies, takže vzniká statické trenie. Keď vonkajšia sila prekročí maximálne statické trenie, záber drsnosti nestačí na udržanie telies a začnú sa voči sebe pohybovať, pričom medzi telesami pôsobí klzná trecia sila.

Tento typ k treniu dochádza, keď sa telesá prevaľujú cez seba alebo keď sa jedno teleso prevaľuje po povrchu druhého. Valivé trenie, podobne ako klzné trenie, dodáva telu negatívne zrýchlenie.

Vznik valivej trecej sily je spôsobený deformáciou valivého telesa a nosnej plochy. Koleso umiestnené na vodorovnom povrchu ho teda deformuje. Pri pohybe kolesa sa deformácie nestihnú spamätať, preto musí koleso neustále stúpať do malého kopca, čo spôsobuje moment sily, ktorý spomalí odvaľovanie.

Ryža. 12. Vznik valivej trecej sily

Veľkosť valivej trecej sily je spravidla mnohonásobne menšia ako klzná trecia sila za iných podmienok. rovnaké podmienky. Vďaka tomu je rolovanie bežným typom pohybu v technológii.

Keď sa pevné teleso pohybuje v kvapaline alebo plyne, pôsobí naň odporová sila z média. Táto sila smeruje proti rýchlosti tela a spomaľuje pohyb (obr. 13).

Hlavnou črtou ťahovej sily je, že vzniká iba za prítomnosti relatívneho pohybu telesa a jeho prostredia. To znamená, že v kvapalinách a plynoch neexistuje statická trecia sila. To vedie k tomu, že človek dokáže po vode pohnúť aj s ťažkým člnom.

Ryža. 13. Odporová sila pôsobiaca na teleso pri pohybe v kvapaline alebo plyne

Modul sily odporu závisí od:

Od veľkosti tela a jeho geometrického tvaru (obr. 14);

Podmienky povrchu tela (obr. 15);

Vlastnosti kvapaliny alebo plynu (obr. 16);

Relatívna rýchlosť telesa a jeho prostredia (obr. 17).

Ryža. 14. Závislosť modulu sily odporu od geometrického tvaru

Ryža. 15. Závislosť modulu sily odporu od stavu povrchu tela

Ryža. 16. Závislosť modulu odporovej sily od vlastností kvapaliny alebo plynu

Ryža. 17. Závislosť modulu odporovej sily od relatívnej rýchlosti telesa a jeho prostredia

Obrázok 18 ukazuje graf sily odporu v závislosti od rýchlosti tela. Pri relatívnej rýchlosti rovnej nule odporová sila nepôsobí na telo. Keď sa relatívna rýchlosť zvyšuje, odporová sila rastie najskôr pomaly a potom sa zvyšuje rýchlosť rastu.

Ryža. 18. Graf sily odporu versus rýchlosť tela

Pri nízkych relatívnych rýchlostiach je odporová sila priamo úmerná veľkosti tejto rýchlosti:

kde je relatívna rýchlosť; – koeficient odporu, ktorý závisí od typu viskózneho média, tvaru a veľkosti telesa.

Ak má relatívna rýchlosť dostatočnú veľkú hodnotu potom sa odporová sila stane úmernou druhej mocnine tejto rýchlosti.

kde je relatívna rýchlosť; - koeficient odporu.

Výber vzorca pre každý konkrétny prípad je určený empiricky.

Teleso s hmotnosťou 600 g sa rovnomerne pohybuje po vodorovnej ploche (obr. 19). Zároveň naň pôsobí sila, ktorej veľkosť je 1,2 N. Určte hodnotu súčiniteľa trenia medzi telesom a povrchom.

Trenie- jeden z druhov interakcie medzi telesami. Vyskytuje sa pri kontakte dvoch telies. Trenie, rovnako ako všetky ostatné typy interakcie, podlieha Tretí Newtonov zákon: ak na jedno z telies pôsobí trecia sila, potom sila rovnakej veľkosti, ale smerovaná v opačnom smere, pôsobí aj na druhé teleso. Trecie sily, napr elastické sily, mať elektromagnetické prírody. Vznikajú v dôsledku interakcie medzi atómami a molekulami kontaktujúcich telies.

Suché trecie sily sú sily, ktoré vznikajú pri kontakte dvoch pevných telies bez prítomnosti kvapalnej alebo plynnej vrstvy medzi nimi. Sú vždy smerované k dotyčnica na kontaktné povrchy.

Suché trenie, ku ktorému dochádza, keď sú telesá v relatívnom pokoji, sa nazývajú statické trenie. Statická trecia sila má vždy rovnakú veľkosť ako vonkajšia sila a smeruje opačným smerom (obr. 1.1.6).

Statická trecia sila nemôže prekročiť určitú maximálnu hodnotu (F tr) max. Ak je vonkajšia sila väčšia ako (F tr) max, dochádza k relatívnemu sklzu. Trecia sila sa v tomto prípade nazýva posuvná trecia sila. Smeruje vždy v opačnom smere ako je smer pohybu a vo všeobecnosti závisí od relatívnej rýchlosti telies. V mnohých prípadoch však možno silu klzného trenia približne považovať za nezávislú od relatívnej rýchlosti telies a rovnú maximálnej statickej trecej sile. Tento model suchej trecej sily sa používa na riešenie mnohých jednoduchých fyzikálnych problémov (obr. 1.1.7).

Skúsenosti ukazujú, že klzná trecia sila je úmerná sile normálneho tlaku telesa na podperu, a teda reakčnej sile podpery.

Ftr = (Ftr) max = μN.

Koeficient proporcionality μ sa nazýva koeficient klzného trenia.

Koeficient trenia μ je bezrozmerná veličina. Typicky je koeficient trenia menší ako jedna. Závisí od materiálov kontaktných telies a od kvality povrchovej úpravy. Pri kĺzaní je trecia sila smerovaná tangenciálne na kontaktné plochy v smere opačnom k ​​relatívnej rýchlosti (obr. 1.1.8).

Keď sa pevné teleso pohybuje v kvapaline alebo plyne, viskózna trecia sila. Sila viskózneho trenia je podstatne menšia ako sila suchého trenia. Je tiež nasmerovaný v smere opačnom k ​​relatívnej rýchlosti tela. Pri viskóznom trení nedochádza k žiadnemu statickému treniu.

Sila viskózneho trenia silne závisí od rýchlosti telesa. Pri dostatočne nízkych rýchlostiach Ftr ~ υ, pri vysokých rýchlostiach Ftr ~ υ 2. Okrem toho koeficienty proporcionality v týchto pomeroch závisia od tvaru tela.

Trecie sily vznikajú aj pri rolovaní telesa. Avšak, s valivé trecie bahno zvyčajne dosť malé. Pri riešení jednoduchých problémov sa tieto sily zanedbávajú.

Dajme skúsenosti

Zatlačte blok ležiaci na stole a dáme mu určitú počiatočnú rýchlosť. Uvidíme, že blok kĺže po stole a jeho rýchlosť klesá, až kým sa úplne nezastaví (obrázok 17.1 ukazuje postupné polohy bloku v pravidelných intervaloch). Ako už viete z kurzu fyziky na základnej škole, blok je spomaľovaný posuvnou trecou silou, ktorá naň pôsobí zo strany stola.
Klzné trecie sily pôsobia na každé z kontaktujúcich telies pri ich vzájomnom pohybe.

Tieto sily pôsobia na každé z kontaktujúcich telies (obr. 17.2). Majú rovnakú veľkosť a opačný smer, pretože sú spojené podľa tretieho Newtonovho zákona.

Pri kĺzaní bloku po stole nevnímame posuvnú treciu silu pôsobiacu na stôl zo strany bloku, pretože stôl je pripevnený k podlahe (alebo na stôl pôsobí dosť veľká statická trecia sila z podlahy). , o ktorom sa bude diskutovať neskôr).

Ak zatlačíte blok ležiaci na vozíku, potom sa pod pôsobením klznej trecej sily pôsobiacej na vozík zo strany bloku začne vozík pohybovať so zrýchlením a rýchlosť bloku vzhľadom na vozík sa bude pohybovať znížiť.

1. Koľkokrát je zrýchlenie kvádra voči stolu v tomto pokuse väčšie ako zrýchlenie vozíka voči stolu, ak hmotnosť kvádra je 200 g a hmotnosť vozíka je 600 g? Trenie medzi vozíkom a stolom možno zanedbať.

Klzné trecie sily smerujú pozdĺž styčnej plochy telies. Trecia sila pôsobiaca na každé teleso smeruje opačne k rýchlosti tohto telesa voči inému telesu.

Klzné trecie sily sú spôsobené najmä záberom a deštrukciou nerovností dotýkajúcich sa telies (tieto nerovnosti sú pre názornosť na obrázku 17.3 zvýraznené). Preto zvyčajne čím hladšie sú povrchy kontaktujúcich telies, tým menšia trecia sila medzi nimi.

Ak však kontaktné povrchy urobíte veľmi hladkými (napríklad ich vyleštíte), potom sa klzná trecia sila môže zvýšiť v dôsledku pôsobenia medzimolekulárnych príťažlivých síl.

Poďme zistiť, od čoho závisí sila klzného trenia.

Od čoho závisí sila klzného trenia?

Dajme skúsenosti
Na ťahanie bloku cez stôl použijeme dynamometer konštantná rýchlosť(Obr. 17.4, a), pričom naň pôsobí horizontálne smerujúca ovládacia sila.

Pri pohybe konštantnou rýchlosťou je zrýchlenie bloku nulové. V dôsledku toho je klzná trecia sila pôsobiaca na blok zo strany stola vyvážená elastickou silou pôsobiacou na blok zo strany dynamometra. To znamená, že tieto sily sú rovnaké v module, to znamená, že dynamometer ukazuje modul trecej sily.

Pokus zopakujeme umiestnením ďalšieho podobného bloku na blok (obr. 17.4, b). Uvidíme, že klzná trecia sila sa zvýšila 2-krát. Všimnime si teraz, že v tomto experimente (v porovnaní s experimentom s jedným blokom) sa 2-násobne zvýšila aj sila normálnej reakcie.

Zmenou normálnej reakčnej sily môžete overiť, že modul klznej trecej sily Ftr je úmerný modulu normálnej reakčnej sily N:

F tr.sk = μN. (1)

Ako ukazujú skúsenosti, klzná trecia sila je prakticky nezávislá od relatívnej rýchlosti pohybu kontaktných telies a oblasti ich kontaktu.

Koeficient úmernosti μ sa nazýva koeficient trenia. Je to určené na základe skúseností (viď. laboratórne práce 4). Závisí to od materiálu a kvality spracovania kontaktných plôch. Na letáku knihy (pod obálkou) sú uvedené približné hodnoty koeficientu trenia pre niektoré typy povrchov.

Koeficient trenia pneumatík na mokrom asfalte alebo ľade je niekoľkonásobne menší ako koeficient trenia pneumatík na suchom asfalte. Brzdná dráha auta sa preto počas dažďa alebo poľadovice výrazne zvyšuje. O klzká cesta upozorňuje vodičov dopravná značka(obr. 17.5).

2. Teleso s hmotnosťou m sa pohybuje po vodorovnej ploche. Koeficient trenia medzi telesom a povrchom je μ.
a) Aká je sila klzného trenia?
b) S akým absolútnym zrýchlením sa teleso pohybuje, ak naň pôsobí iba gravitácia, normálová reakčná sila a klzná trecia sila?

3. Blok ležiaci na stole dostal rýchlosť 2 m/s a prešiel 1 m na zastavenie (brzdná dráha). Aký je koeficient trenia medzi blokom a stolom?

4. Môžeme približne predpokladať, že na auto pri brzdení pôsobí sila kĺzavého trenia. Odhadnite brzdnú dráhu auta na suchom asfalte a ľade pri počiatočnej rýchlosti 60 km/h; 120 km/h. Porovnajte zistené hodnoty s dĺžkou učebne.

Odpovede, ktoré dostanete, vás prekvapia. Počas dažďa a najmä poľadovice budete na ceste pravdepodobne opatrnejší.

2. Statická trecia sila

Dajme skúsenosti
Skúste posunúť skrinku (obr. 17.6). Zostane v pokoji, aj keď naň pôsobí pomerne veľká sila.

Aká sila vyvažuje horizontálne smerovanú silu, ktorou pôsobíte na skrinku? Ide o statickú treciu silu pôsobiacu na skriňu z podlahy.

Statické trecie sily vznikajú pri pokuse o pohyb jedného z kontaktujúcich telies voči druhému v prípade, keď telesá zostávajú voči sebe v pokoji. Tieto sily bránia relatívnemu pohybu telies.

5. Pôsobí statická trecia sila na podlahu zo strany skrine (obr. 17.6)?

Príčiny vzniku statickej trecej sily sú podobné dôvodom vzniku klznej trecej sily: prítomnosť nepravidelností na dotykových povrchoch telies a pôsobenie medzimolekulárnych príťažlivých síl.

Postupne budeme zvyšovať horizontálnu silu pôsobiacu na skriňu. Po dosiahnutí určitej hodnoty sa skrinka pohne a začne kĺzať po podlahe. Následne modul statickej trecej sily Ftr.pok neprekračuje určitú hraničnú hodnotu tzv. maximálna pevnosť statické trenie.

Skúsenosti ukazujú, že maximálna statická trecia sila je o niečo väčšia ako klzná trecia sila. Pre zjednodušenie riešenia školských úloh sa však predpokladá, že maximálna statická trecia sila sa rovná klznej trecej sile:

F tr.pok ≤ μN. (2)

Ak je teleso v kľude, tak sila statického trenia tr.pok vyrovnáva silu smerujúcu po povrchu dotyku telies a tendenciu telesa pohybovať.
Preto v tomto prípade

F tr.pok = F. (3)

Poznámka: statická trecia sila spĺňa dva vzťahy – nerovnosť (4) a rovnosť (5). To znamená nerovnosť pre silu, ktorá nemôže pohybovať telom:

Ak F > μN, teleso sa začne kĺzať a bude naň pôsobiť klzné trenie. V tom prípade

F tr = F tr.sk = μN.

Vzťahy (3) a (5) sú znázornené grafom závislosti trecej sily Ftr od sily F pôsobiacej na teleso (obr. 17.7).

6. Na kváder s hmotnosťou 1 kg ležiaci na stole pôsobí horizontálna sila s veľkosťou F. Koeficient trenia medzi kvádrom a stolom je 0,3. Aká trecia sila pôsobí na kváder zo strany stola, ak F = 2 N? F = 5 N?

7. Traktor ťahá balík kmeňov s hmotnosťou 10 ton horizontálne silou 40 kN. Aké je zrýchlenie väziva, ak súčiniteľ trenia medzi kmeňmi a vozovkou je 0,3? 0,5?

8. Blok o hmotnosti 1 kg umiestnený na stole je ťahaný horizontálnou pružinou s tuhosťou 100 N/m. Koeficient trenia 0,3. Aké je predĺženie x pružiny, ak je blok v pokoji? pohybuje sa rýchlosťou 0,5 m/s?

Môže byť trenie hnacou silou?

Pri kroku človek tlačí cestu späť, pričom na ňu pôsobí silou statického trenia tr1: koniec koncov, počas tlače je podošva v kľude vzhľadom na vozovku (niekedy je to naznačené jasným odtlačkom podošva) (obr. 17.8, a). Podľa tretieho Newtonovho zákona na človeka pôsobí zo strany vozovky rovnako veľká statická trecia sila tr2, smerujúca dopredu.


Statická trecia sila tiež urýchľuje auto (obr. 17.8, b). Keď sa koleso odvaľuje bez šmyku, jeho spodný bod je v pokoji vzhľadom na vozovku. Hnacie koleso automobilu (poháňané motorom) tlačí vozovku späť, pričom na ňu pôsobí statická trecia sila tr1. Podľa tretieho Newtonovho zákona cesta v atóme tlačí koleso (a s ním aj auto) dopredu silou statického trenia tr2. Práve táto sila sa často nazýva ťažná sila.

9. Na aký účel sa vyrábajú lokomotívy (elektrické a dieselové) veľmi masívne?

10. Súčiniteľ trenia medzi pneumatikami hnacích kolies automobilu a vozovkou je 0,5. Predpokladajme, že odpor vzduchu možno zanedbať.
a) S akým maximálnym možným zrýchlením sa môže auto pohybovať, ak sú poháňané všetky jeho kolesá?
b) Zvýšilo by sa alebo znížilo maximálne možné zrýchlenie auta, ak by boli poháňané iba predné kolesá alebo by boli poháňané iba zadné kolesá? Svoju odpoveď zdôvodnite.

Tipy. Zrýchlenie auta je spôsobené statickou trecou silou od vozovky.


Doplňujúce otázky a úlohy

11. Obrázok 17.9 znázorňuje grafy závislosti sily klzného trenia od normálnej reakčnej sily pri pohybe troch rôznych tyčí po stole. Medzi ktorým blokom a stolom je koeficient trenia najväčší? Čomu sa to rovná?


12. Na stole leží stoh štyroch rovnakých kníh, každá s hmotnosťou 500 g (obr. 17.10). Koeficient trenia medzi obálkami kníh je 0,4. Aká horizontálne smerujúca sila musí byť použitá tak, aby pri držaní zostávajúcich kníh:
a) presunúť knihu 4?
b) presunúť knihy 3 a 4 dohromady?
c) vytiahnuť knihu 3?
d) vytiahnuť knihu 2?

Strana 1


Maximálna statická trecia sila sa svojou veľkosťou rovná najmenšej vonkajšej sile, ktorá spôsobuje kĺzanie telies.  

Maximálna statická trecia sila dreva o drevo je približne 0 6 jeho hmotnosti.  

Všimnite si, že maximálna statická trecia sila závisí aj od toho, ako dlho sú telesá vo vzájomnom kontakte. Pri výraznej sile normálneho tlaku a dlhšom kontakte dochádza k plastickej deformácii (stlačeniu) výbežkov na povrchu telies. Výčnelky sú sploštené, čo zväčšuje kontaktnú plochu a zvyšuje úlohu molekulárnej adhézie. To podporuje priľnavosť telies a vedie k zvýšeniu maximálnej statickej trecej sily.  

Zvyčajne sa to týka koeficientu maximálnej statickej trecej sily. Výraz (41.1) sa nazýva Amoshponov zákon, ktorý bol experimentálne stanovený v roku 1699.  

Ťahová sila, ktorá je menšia ako maximálna statická trecia sila, spôsobuje najmä elastické deformácie mikrovýčnelkov a oblastí, kde pôsobia molekulárne adhézne sily. Výsledná elastická sila je v podstate statická trecia sila.  

Formulujte zákony upravujúce maximálnu statickú treciu silu.  

Vysvetlite, akú úlohu zohráva maximálna statická trecia sila pri zrýchľovaní elektrického vlaku a pri jeho brzdení. Vysvetlite, ako sa pohyb prenáša z remeňa na remenicu v remeňovom pohone. Ako sa deformuje samotný pás a aký význam má táto deformácia.  


Konečná trecia sila je chápaná ako maximálna statická trecia sila pred začiatkom makroposunu telesa.  

Poďme teraz zistiť, čo určuje maximálnu statickú treciu silu.  

Koeficient trenia μ je pomer maximálnej statickej trecej sily k normálna pevnosť tlak.  

Čo určuje absolútnu hodnotu maximálnej statickej trecej sily? Fyzikálne vlastnosti telesá, ktorých povrchy sú v kontakte, stav povrchov (pri drsných povrchoch je maximálna sila statického trenia väčšia ako pri hladkých) a veľkosť tlakovej sily pritláčajúcej jedno teleso na druhé.  

Statická trecia sila sa zvyčajne nazýva maximálna statická trecia sila.  

Keď sa vonkajšia tangenciálna sila stane väčšou ako maximálna statická trecia sila, začne sa kĺzať po kontaktnej ploche. V tomto prípade je trecia sila nasmerovaná proti rýchlosti. Jeho číselná hodnota pre dobre vyleštené, suché kovové povrchy pri nízkych rýchlostiach je prakticky nezávislá od rýchlosti a rovná sa maximálnej statickej trecej sile. Graf trecej sily verzus rýchlosť má teda tvar znázornený na obr. 122 a. Trecia sila má veľmi jasný význam a smer. Pre v - O jeho hodnota nie je jednoznačná, ale závisí od vonkajšej sily.  

Potom, čo sa vonkajšia tangenciálna sila stane väčšou ako maximálna statická trecia sila, začne kĺzať pozdĺž kontaktnej plochy. V tomto prípade je trecia sila nasmerovaná proti rýchlosti.