DEFINÍCIA

Z druhej rovnice:

Trecia sila:

Dosadením výrazu pre treciu silu do prvej rovnice dostaneme:

Pri brzdení až do úplného zastavenia rýchlosť autobusu klesne z hodnoty na nulu, takže autobus:

Prirovnaním pravých strán vzťahov pre zrýchlenie autobusu počas núdzového brzdenia dostaneme:

kde je čas, kým autobus úplne zastaví:

Gravitačné zrýchlenie m/s

Nahradením číselných hodnôt fyzikálnych veličín do vzorca vypočítame:

Odpoveď Autobus zastaví o c.

PRÍKLAD 2

Cvičenie	Malé teleso bolo umiestnené na naklonenú rovinu zvierajúcu uhol s horizontom a uvoľnené. Akú vzdialenosť prejde teleso za 3 s, ak súčiniteľ trenia medzi ním a povrchom je 0,2?
Riešenie	Urobme si nákres a naznačme všetky sily pôsobiace na teleso. Na teleso pôsobí gravitácia, sila reakcie zeme a trecia sila Vyberme si súradnicový systém, ako je znázornené na obrázku, a premietneme túto vektorovú rovnosť na súradnicovú os: Z druhej rovnice:

Sila trenia v pozemských podmienkach sprevádza akýkoľvek pohyb telies. Nastáva, 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 vykonáte experiment s dynamometrom a blokom konštantnej hmotnosti, pričom blok otáčate na rôzne strany (zmena oblasti 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 verzus 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, pokúšajú pohybovať sa voči sebe navzájom, tieto diskontinuity sa zapoja a zabránia tomuto pohybu. Pri malom množstve vynaloženej 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.

K tomuto typu trenia 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, pričom všetky ostatné veci sú rovnaké. 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 ťažkou bárkou.

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 sily odporu 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 rýchlosť rastu zvyšuje.

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 je relatívna rýchlosť dostatočne veľká, 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.

Cieľ: Upevniť nadobudnuté poznatky o trení a druhoch trenia.

Pokrok:

1. Preštudujte si teoretickú časť
2. Vyplňte tabuľku 1.
3. Vyriešte problém pomocou voľby z tabuľky 2.
4. Odpovedzte na bezpečnostné otázky.

stôl 1

tabuľka 2

	Korčuliar sa pohybuje po hladkej vodorovnej ľadovej ploche zotrvačnosťou 80 m Určte treciu silu a počiatočnú rýchlosť, ak je hmotnosť korčuliara 60 kg a koeficient trenia je 0,015.
	Teleso s hmotnosťou 4,9 kg leží na vodorovnej rovine. Aká sila musí pôsobiť na teleso v horizontálnom smere, aby sa mu udelilo zrýchlenie 0,5 m/s 2 s koeficientom trenia 0,1?
	Drevený blok s hmotnosťou 500 g leží na vodorovnom stole, ktorý je poháňaný bremenom s hmotnosťou 300 g zaveseným na zvislom konci nite prehodenej cez blok pripevnený na konci stola. Koeficient trenia pri pohybe bloku je 0,2. S akým zrýchlením sa bude blok pohybovať?

Trecia sila- je to sila, ktorá vzniká medzi povrchmi telies, ktoré sa dotýkajú. Ak medzi povrchmi nie je žiadne mazanie, potom sa trenie nazýva suché. Sila suchého trenia je priamo úmerná sile pritláčajúcej povrchy k sebe a smeruje v smere opačnom k ​​možnému pohybu. Koeficient proporcionality sa nazýva koeficient trenia. Prítlačná sila je kolmá na povrch. Nazýva sa to normálna zemná reakcia.

Zákony trenia v kvapalinách a plynoch sa líšia od zákonov suchého trenia. Trenie v kvapaline a plyne závisí od rýchlosti pohybu: pri nízkych rýchlostiach je úmerné štvorcu a pri vysokých rýchlostiach je úmerné tretej mocnine rýchlosti.

Vzorce na riešenie:

Kde "k" je koeficient trenia, "N" je normálna reakcia podpery.

Druhý Newtonov zákon a pohybové rovnice vo vektorovej forme. F = ma

Podľa tretieho Newtonovho zákona N = - mg

výraz pre rýchlosť

Pohybové rovnice pre rovnomerne zrýchlený kinematický pohyb

; 0 - V = a t kde 0 – konečná rýchlosť V – počiatočná rýchlosť

Algoritmus na riešenie typického problému:

1. Stručne zapíšte podmienky problému.

2. Stav znázorníme graficky v ľubovoľnej vzťažnej sústave s vyznačením síl pôsobiacich na teleso (bod), vrátane normálovej reakcie podpery a trecej sily, rýchlosti a zrýchlenia telesa.

3. Opravíme a označíme referenčný systém na obrázku, pričom uvedieme počiatok času a určíme súradnicové osi pre sily a zrýchlenie. Je lepšie nasmerovať jednu z osí pozdĺž normálnej reakcie podpory a začať počítať čas v okamihu, keď je telo (bod) na súradnici nula.

4. Druhý Newtonov zákon a pohybové rovnice napíšeme vo vektorovej forme. Pohybové rovnice a rýchlosť sú závislosti pohybu (dráhy) a rýchlosti od času.

5. Rovnaké rovnice píšeme v skalárnom tvare: v projekciách na súradnicové osi. Zapíšeme výraz pre treciu silu.

6. Riešte rovnice vo všeobecnom tvare.

7. Dosaďte veličiny do všeobecného riešenia a vypočítajte.

8. Zapíšte si odpoveď.

Teoretická časť
Trenie je odpor telies v kontakte voči vzájomnému pohybu. Trenie je sprevádzané každým mechanickým pohybom a táto okolnosť má v modernom technickom pokroku významný dôsledok.
Sila trenia je sila odporu voči pohybu telies vo vzájomnom kontakte Trenie sa vysvetľuje dvoma dôvodmi: nerovnomernosťou trecích plôch telies a molekulárnou interakciou medzi nimi. Ak prekročíme rámec mechaniky, mali by sme povedať, že trecie sily sú elektromagnetického pôvodu, podobne ako elastické sily. Každá z vyššie uvedených dvoch príčin trenia sa prejavuje v rôznej miere v rôznych prípadoch. Napríklad, ak majú kontaktné povrchy pevných trecích telies značnú nerovnosť, potom hlavný podiel v tu vznikajúcej trecej sile bude spôsobený práve touto okolnosťou, t.j. nerovnosť, drsnosť povrchov trecích telies Telesá pohybujúce sa trením voči sebe sa musia dotýkať povrchov alebo sa pohybovať jedno v prostredí druhého. Vzájomný pohyb telies nemusí nastať v dôsledku prítomnosti trenia, ak je hnacia sila menšia ako maximálna statická trecia sila. Ak sú kontaktné povrchy pevných trecích telies dokonale vyleštené a hladké, potom hlavná zložka trecej sily vznikajúcej v tomto prípade bude určená molekulárnou adhéziou medzi trecími povrchmi telies.

Pozrime sa podrobnejšie na proces vzniku klzných a statických trecích síl na spojení dvoch kontaktujúcich telies. Ak sa pozriete na povrch telies pod mikroskopom, uvidíte mikronerovnosti, ktoré znázorníme vo zväčšenej forme (obr. 1, a) Uvažujme interakciu kontaktujúcich telies na príklade jednej dvojice nepravidelnosti (hrebeň a koryto) (obr. 3, b). V prípade, že sa nesnaží o pohyb žiadna sila, je povaha interakcie na oboch svahoch mikrodrsnosti podobná. Pri tomto type interakcie sa všetky horizontálne zložky interakčnej sily navzájom vyrovnávajú a všetky vertikálne sa sčítajú a tvoria silu N (podporná reakcia) (obr. 2, a).

Iný obraz o interakcii telies sa získa, keď na jedno z telies začne pôsobiť sila. V tomto prípade budú kontaktné body prevažne na „svahoch“ naľavo od vzoru. Prvé telo bude tlačiť na druhé. Intenzitu tohto tlaku charakterizuje sila R". Druhé teleso v súlade s tretím Newtonovým zákonom bude pôsobiť na prvé teleso. Intenzitu tohto pôsobenia charakterizuje sila R (podporná reakcia). Sila R

možno rozložiť na zložky: sila N, smerujúca kolmo na povrch dotyku telies a sila Fsc, smerujúca proti pôsobeniu sily F (obr. 2, b).

Po zvážení interakcie telies treba poznamenať dva body.
1) Pri interakcii dvoch telies v súlade s tretím Newtonovým zákonom vzniknú dve sily R a R, aby sme to pre uľahčenie zohľadnenia pri riešení úloh rozložili na zložky N a Fst (v prípade pohybu Ftr); .
2) Sily N a F Tp majú rovnakú povahu (elektromagnetická interakcia); Nemôže to byť inak, keďže ide o zložky rovnakej sily R.
Nahradenie klzného trenia valivým trením je v modernej technológii veľmi dôležité na zníženie škodlivých účinkov trecích síl. Valivá trecia sila je definovaná ako sila potrebná na rovnomerné priamočiare odvaľovanie telesa pozdĺž horizontálnej roviny. Skúsenosti ukázali, že sila valivého trenia sa vypočíta podľa vzorca:

kde F je valivá trecia sila; k-koeficient valivého trenia; P je tlaková sila valivého telesa na podperu a R je polomer valivého telesa.

Z praxe je zrejmé, zo vzorca je zrejmé, že čím väčší je polomer valivého telesa, tým menšiu prekážku mu kladie nerovný povrch podpery.
Všimnite si, že koeficient valivého trenia, na rozdiel od koeficientu klzného trenia, je pomenovaná hodnota a je vyjadrená v jednotkách dĺžky - metroch.
Klzné trenie sa nahrádza valivým trením v nevyhnutných a možných prípadoch výmenou klzných ložísk za valivé.

Existuje vonkajšie a vnútorné trenie (inak známe ako viskozita). Vonkajšie trenie je druh trenia, pri ktorom v miestach dotyku pevných telies vznikajú sily, ktoré bránia vzájomnému pohybu telies a smerujú tangenciálne k ich povrchom.

Vnútorné trenie (viskozita) je typ trenia, ktorý vzniká pri vzájomnom pohybe. Vrstvy kvapaliny alebo plynu medzi nimi vytvárajú tangenciálne sily, ktoré bránia takémuto pohybu.

Vonkajšie trenie sa delí na statické trenie (statické trenie) a kinematické trenie. Medzi pevnými pevnými telesami, keď sa pokúšajú pohnúť jedným z nich, dochádza k statickému treniu. Kinematické trenie existuje medzi vzájomne sa dotýkajúcimi pohyblivými pevnými telesami. Kinematické trenie sa zasa delí na klzné trenie a valivé trenie.

Trecie sily zohrávajú v živote človeka dôležitú úlohu. V niektorých prípadoch ich používa a v iných s nimi bojuje. Trecie sily majú elektromagnetickú povahu.
Druhy trecích síl.
Trecie sily sú elektromagnetického charakteru, t.j. Trecie sily sú založené na elektrických silách interakcie medzi molekulami. Závisia od rýchlosti pohybu telies voči sebe navzájom.
Existujú 2 typy trenia: suché a tekuté.
1. Kvapalné trenie je sila, ktorá vzniká pri pohybe pevného telesa v kvapaline alebo plyne alebo pri pohybe jednej vrstvy kvapaliny (plynu) voči druhej a tento pohyb spomaľuje.

V kvapalinách a plynoch neexistuje žiadna statická trecia sila.
Pri nízkych rýchlostiach v kvapaline (plyne):
Ftr= k1v,
kde k1 je koeficient odporu v závislosti od tvaru, veľkosti telesa a prostredia. Určené empiricky.

Pri vysokých rýchlostiach:
Ftr= k2v,
kde k2 je koeficient odporu.
2. Suché trenie je sila, ktorá vzniká pri priamom kontakte telies a je vždy smerovaná pozdĺž kontaktných plôch elektromagnetických telies práve prerušovaním molekulárnych väzieb.
Kľudové trenie.
Uvažujme interakciu bloku s povrchom stola. Povrch kontaktných telies nie je absolútne plochý. Najväčšia príťažlivá sila sa vyskytuje medzi atómami látok umiestnených v minimálnej vzdialenosti od seba, to znamená na mikroskopických výbežkoch. . Celková sila príťažlivosti atómov a telies v kontakte je taká významná, že aj pod vplyvom vonkajšej sily pôsobiacej na blok rovnobežne s povrchom jeho kontaktu so stolom zostáva blok v pokoji. To znamená, že na blok pôsobí sila rovnajúca sa veľkosti vonkajšej sily, ale v opačnom smere. Táto sila je statická trecia sila, keď aplikovaná sila dosiahne maximálnu kritickú hodnotu dostatočnú na prerušenie väzieb medzi výstupkami, blok sa začne posúvať po stole. Maximálna statická trecia sila nezávisí od povrchovej kontaktnej plochy Podľa tretieho Newtonovho zákona je normálna tlaková sila rovnaká ako sila reakcie podpory N.
Maximálna statická trecia sila je úmerná normálnej tlakovej sile:

kde μ je koeficient statického trenia.

Koeficient statického trenia závisí od charakteru povrchovej úpravy a od kombinácie materiálov, z ktorých sú kontaktné telesá vyrobené. Kvalitné spracovanie hladkých kontaktných plôch vedie k zvýšeniu počtu priťahovaných atómov a tým k zvýšeniu koeficientu statického trenia.

Maximálna hodnota statickej trecej sily je úmerná modulu sily Fd tlaku vyvíjaného telesom na podperu.
Hodnotu koeficientu statického trenia je možné určiť nasledovne. Teleso (plochý blok) necháme ležať na naklonenej rovine AB (obr. 3). Pôsobia na ňu tri sily: tiažová sila F, statická trecia sila Fп a sila reakcie podpery N. Normálová zložka Fп tiažovej sily predstavuje tlakovú silu Fд, ktorú vytvára teleso na podpere, t.j.
FН=Fд. Tangenciálna zložka gravitácie Ft je sila smerujúca k pohybu telesa po naklonenej rovine.
Pri malých uhloch sklonu a je sila Ft vyvážená statickou trecou silou Fp a teleso je v pokoji na naklonenej rovine (reakčná sila podpery N je podľa tretieho Newtonovho zákona rovnaká a má opačný smer ako sila Fd, t.j. vyrovnáva ju).
Uhol sklonu a budeme zväčšovať, kým sa teleso nezačne šmýkať po naklonenej rovine. V tomto okamihu
Fт=FпmaxZ obr. 3 je zrejmé, že Ft = Fsin = mgsin; Fn=Fcos = mgcos.
dostaneme
fн=sin/cos=tg.
Meraním uhla, pod ktorým sa telo začne posúvať, môžete použiť vzorec na výpočet hodnoty koeficientu statického trenia fп.

Ryža. 3. Statické trenie.
Klzné trenie

Klzné trenie nastáva, keď dochádza k relatívnemu pohybu kontaktujúcich telies.
Posuvná trecia sila je vždy smerovaná v smere opačnom k ​​relatívnej rýchlosti kontaktujúcich telies.
Keď sa jedno teleso začne kĺzať po povrchu iného telesa, väzby medzi atómami (molekulami) pôvodne nehybných telies sa prerušia a trenie sa zníži. Pri ďalšom relatívnom pohybe telies sa neustále vytvárajú nové spojenia medzi atómami. V tomto prípade zostáva sila klzného trenia konštantná, o niečo menšia ako sila statického trenia. Rovnako ako maximálna statická trecia sila, aj klzná trecia sila je úmerná normálnej tlakovej sile, a teda reakčnej sile podpery:
,kde je koeficient klzného trenia (), v závislosti od vlastností kontaktných plôch.

Ryža. 3. Klzné trenie

Kontrolné otázky

1. Čo je vonkajšie a vnútorné trenie?
2. Aký druh trenia sa nazýva statické trenie?
3. Čo je suché a tekuté trenie?
4. Aká je maximálna statická trecia sila?
5. Ako určiť hodnotu statického koeficientu trenia?

Trenie nastáva, keď sa telesá dostanú do priameho kontaktu, čo bráni ich relatívnemu pohybu, a je vždy nasmerované pozdĺž kontaktnej plochy.

Trecie sily sú elektromagnetickej povahy, rovnako ako elastické sily. Trenie medzi povrchmi dvoch pevných látok sa nazýva suché trenie. Trenie medzi pevným a kvapalným alebo plynným médiom sa nazýva viskózne trenie.

Rozlišovať statické trenie, klzné trenie A valivé trenie.

Statické trenie- nastáva nielen vtedy, keď jeden povrch kĺže po druhom, ale aj pri pokuse spôsobiť toto kĺzanie. Statické trenie zabraňuje skĺznutiu nákladu na pohyblivom dopravnom páse, drží klince zapichnuté do dosky atď.

Sila statického trenia je sila, ktorá bráni výskytu pohybu jedného telesa voči druhému, vždy nasmerovaného proti sile pôsobiacej zvonka rovnobežne s povrchom kontaktu, ktorá má tendenciu posunúť predmet z jeho miesta.

Čím väčšia je sila smerujúca k pohybu telesa z jeho miesta, tým väčšia je statická trecia sila. Avšak pre akékoľvek dve kontaktujúce telesá má určitú maximálnu hodnotu (F tr.p.) max, viac ako to nemôže byť a ktoré nezávisí od oblasti kontaktu povrchov:

(F tr.p.) max = μ p N,

Kde μ p- koeficient statického trenia, N- pozemná reakčná sila.

Maximálna statická trecia sila závisí od materiálov telies a od kvality spracovania kontaktných plôch.

Klzné trenie. Ak na teleso pôsobíme silou, ktorá presahuje maximálnu silu statického trenia, teleso sa pohne a začne sa pohybovať. Pokojové trenie bude nahradené klzným trením.

Posuvná trecia sila je tiež úmerná normálnej tlakovej sile a reakčnej sile podpery:

Ftr = μN.

Valivé trenie. Ak teleso nekĺže po povrchu iného telesa, ale ako koleso sa odvaľuje, potom trenie, ktoré vzniká v mieste ich dotyku, sa nazýva valivé trenie. Keď sa koleso kotúľa po povrchu vozovky, neustále sa do nej tlačí, a tak je pred ním vždy hrbolček, ktorý treba prekonať. To spôsobuje valivé trenie. Čím je cesta tvrdšia, tým je valivé trenie nižšie.

Valivá trecia sila je tiež úmerná reakčnej sile podpery:

F tr.kach = μ kach N,

Kde μ kvalitu- koeficient valivého trenia.

Pretože μ kvalitu<< μ , pri rovnakých zaťaženiach je valivá trecia sila oveľa menšia ako klzná trecia sila.

Príčiny trenia sú drsnosť povrchov kontaktujúcich telies a medzimolekulová príťažlivosť v miestach dotyku trecích telies. V prvom prípade majú povrchy, ktoré sa javia ako hladké, v skutočnosti mikroskopické nerovnosti, ktoré sa pri posúvaní o seba zachytia a prekážajú pri pohybe. V druhom prípade sa príťažlivosť prejaví aj pri dobre vyleštených povrchoch.

Na pevné teleso pohybujúce sa v kvapaline alebo plyne pôsobí stredná sila odporu, namierené proti rýchlosti tela vzhľadom na prostredie a brániace pohybu.

Odporová sila média sa objavuje iba pri pohybe telesa v tomto médiu. Nie je tu nič ako statická trecia sila. Naopak, predmety vo vode sa pohybujú oveľa ľahšie ako na tvrdom povrchu.

Kĺzavá trecia sila- sila, ktorá vzniká medzi dotýkajúcimi sa telesami pri ich relatívnom pohybe.

Experimentálne sa zistilo, že trecia sila závisí od sily tlaku telies na seba (reakčná sila podpory), od materiálov trecích plôch a od rýchlosti relatívneho pohybu. Keďže žiadne teleso nie je úplne hladké, trecia sila nie závisí od kontaktnej plochy a skutočná kontaktná plocha je oveľa menšia ako pozorovaná; Zväčšením plochy navyše znižujeme špecifický tlak telies na seba.

Veličina charakterizujúca trecie plochy je tzv koeficient trenia, a najčastejšie sa označuje latinským písmenom k (\displaystyle k) alebo grécke písmeno μ (\displaystyle \mu ). Závisí to od charakteru a kvality spracovania trecích plôch. Okrem toho koeficient trenia závisí od rýchlosti. Najčastejšie je však táto závislosť slabo vyjadrená, a ak nie je potrebná väčšia presnosť merania, potom k (\displaystyle k) možno považovať za konštantné. Pre prvú aproximáciu možno veľkosť klznej trecej sily vypočítať pomocou vzorca:

F = kN (\displaystyle F=kN)

K (\displaystyle k)- koeficient klzného trenia,

N (\displaystyle N)- sila normálnej podpornej reakcie.

Trecie sily sú tangenciálne interakcie medzi kontaktnými telesami, ktoré vznikajú počas ich relatívneho pohybu.

Pokusy s pohybom rôznych telies v kontakte (pevné látky na pevných látkach, pevné látky v kvapaline alebo plyne, kvapaliny v plyne atď.) s rôznymi stavmi kontaktných plôch ukazujú, že trecie sily vznikajú pri relatívnom pohybe kontaktujúcich telies a sú smerované proti vektoru relatívnej rýchlosti tangenciálne na kontaktnú plochu. Mechanický pohyb sa v tomto prípade vždy vo väčšej či menšej miere premení na iné formy pohybu hmoty – najčastejšie na tepelnú formu pohybu a interagujúce telesá sa zahrievajú.

Encyklopedický YouTube

1 / 3

✪ Lekcia 67. Trecia sila

✪ Trecia sila

✪ Statika. Klzné trenie. Prednáška (28)

titulky

Druhy klzného trenia

Ak medzi telesami nie je žiadna kvapalná alebo plynná vrstva (mazivo), potom sa takéto trenie nazýva suché. V opačnom prípade sa trenie nazýva "tekutina". Charakteristickým znakom suchého trenia je prítomnosť statického trenia.

Podľa fyziky interakcie sa klzné trenie zvyčajne delí na:

• Suché, keď interagujúce pevné látky nie sú oddelené žiadnymi ďalšími vrstvami/mazadlami - v praxi veľmi zriedkavý prípad. Charakteristickým znakom suchého trenia je prítomnosť výraznej statickej trecej sily.
• Vysušte suchým lubrikantom (grafitový prášok)
• Kvapalina pri interakcii telies oddelených vrstvou kvapaliny alebo plynu (maziva) rôznej hrúbky - spravidla vzniká pri valivom trení, keď sú pevné telesá ponorené do kvapaliny;
• Zmiešané, keď kontaktná plocha obsahuje oblasti suchého a tekutého trenia;
• Hranica, kedy kontaktná plocha môže obsahovať vrstvy a plochy rôzneho charakteru (oxidové filmy, kvapalina a pod.) je najčastejším prípadom klzného trenia.

Trenie možno klasifikovať aj podľa jeho plochy. Trecie sily, ktoré vznikajú pri vzájomnom pohybe rôznych telies, sa nazývajú sily externé trenie. Trecie sily vznikajú aj pri relatívnom pohybe častí toho istého telesa. Trenie medzi vrstvami toho istého telesa sa nazýva interné trenie.

Meranie

Vzhľadom na zložitosť fyzikálno-chemických procesov prebiehajúcich v zóne trecej interakcie sa procesy trenia zásadne nedajú opísať metódami klasickej mechaniky. Preto neexistuje presný vzorec pre koeficient trenia. Jeho hodnotenie sa robí na základe empirických údajov: keďže podľa prvého Newtonovho zákona sa teleso pohybuje rovnomerne a priamočiaro, keď vonkajšia sila vyrovnáva treciu silu vznikajúcu počas pohybu, potom na meranie trecej sily pôsobiacej na teleso stačí na meranie sily, ktorá musí pôsobiť na telo, aby sa pohybovalo bez zrýchlenia.