Силы в природе: упругость, трение, сила тяжести.

Сила, с которой тело притягиваются к Земле, называется силой тяжести.

Fт – сила тяжести. Она направлена вертикально вниз если не учитывать. Точка приложения силы тяжести находится в центре тела.

g = 9,8 Н/кг – коэффициент пропорциональности, показывающий, что на тело массой 1 кг действует сила тяжести равная 9,8 Н

F_Т = mg – модуль силы тяжести, где m – масса тела.

Отсюда видим, что сила тяжести прямо пропорциональна массе тела.

Сила тяжести, действующая на данное тело зависит:

1. От высоты тела над поверхностью Земли. Если тело поднять на некоторую высоту, то сила тяжести уменьшится.

2. От местоположения на Земле. Вследствие вращения Земли она сплюснута у полюсов. Тело находится ближе к центру Земли и g больше, поэтому на полюсах сила тяжести больше чем на экваторе.

Сила тяжести равна сила всемирного тяготения, действующая на тело со стороны Земли, (если не учитывать суточное вращение Земли).

Сила упругости – это сила, возникающая при деформации тела и препятствующая ей.

F_упр – сила упругости. Она направлена всегда против деформации тела.

Точка приложения силы упругости находится на опоре, или на подвесе

Английский ученый Роберт Гук установил: сила упругости, возникающая при упругой деформации растяжения и сжатия, прямо пропорциональна абсолютному удлинению тела и направлена против деформации. L₀- начальная длина тела. L – конечная длина тела. ∆L = L – L₀ –удлинение тела, показывает на сколько изменяется длина тела F_внеш. – внешняя сила, вызывающая деформацию тела. ∆L>0, при деформации растяжения. ∆L<0, при деформации сжатия.

F_упр.= k | ∆L| -закон Гука

k – жесткость тела – физическая величина, показывающая какая сила упругости возникает в теле при его удлинении на 1 м. [к] = Н/м

Сила трения – это сила, возникающая при касании двух тел и препятствующая их взаимному перемещению. Сила трения всегда направлена против скорости тела.

Причиной возникновения силы трения покоя является:

1. Неровности на соприкасающихся телах.
2. Силы взаимного притяжения между молекулами соприкасающихся тел.

Чтобы уменьшить трение используют смазку, которая заполняет неровности и разъединяет молекулы соприкасающихся тел, не давя им притягиваться. Сила трения относится к электромагнитным силам.

Виды трения: трение покоя, трение скольжения, трение качения.

Трение покоя.

F тр. пок. – это сила препятствующая началу движения одного тела по поверхности другого.

F_тр.пок. = F _тяги, если v = 0

F тр.пок. мах. – сила трения покоя максимальная

F тр.пок. мах. = F _тяги, если v = const, т. е. она равна той силе тяги, которая сдвигает тело с места.

Сила трения покоя играет большую роль в нашей жизни, т. к. благодаря ей мы можем перемещаться; она помогает сдвинуть с места транспортное средство, она удерживает одно тело на поверхности другого.

Сила трения скольжения.

Сила трения скольжения – это сила трения возникающая при скольжении одного тела по поверхности другого.Fтр. ск. = F тяги, если тело движется прямолинейно и равномерно.

Fтр. ск.<F тр.пок. мах.

Сила трения скольжения не зависят от площади соприкасающихся тел.

Fтр. ск. зависит:

1.от силы давления. Чем больше сила давления, тем больше и сила трения.

2. от качества обработки поверхностей соприкасающихся тел

3. от материала соприкасающихся тел.

Сила трения качения.

Сила трения качения - это сила, препятствующая качению одного тела по поверхности другого.

Основная причина ее возникновения в том, что катящееся тело, деформирует опору и ему приходится все время выкатываться из образующейся лунки.

Fтр. кач. = F тяги, если тело движется прямолинейно и

При прочих равных условиях сила трения качения всегда меньше силы трения скольжения.

На этом свойстве основано применение шариковых и роликовых подшипников.

Сила сопротивления.

Сила сопротивления – это сила трения возникающая при движении тела в жидкости или газе. В жидкости нет силы трения покоя, поэтому даже небольшая сила тяги может сдвинуть тело с места.

F_с зависит:

1. от скорости движения тела. При небольших скоростях Fc прямо пропорциональна скорости, а при больших скоростях пропорциональна квадрату скорости.
2. от геометрической формы тела. Наиболее обтекаемой является каплевидная форма тела.
3. от вязкости жидкости. Чем больше вязкость, тем больше сила сопротивления.

F_тр.. = μ_.F_д = μN

μ_{. –} коэффициент трения F_д - сила давления на опору N – сила реакции опоры.

Если между соприкасающимися телами имеется слой смазки, то трение называют жидким, а если смазки нет, то – сухим.

Сила трения не потенциальная сила, т. е работа этой силы зависит от формы траектории движения и на замкнутой траектории работа этой силы не равна нулю.

 

3.Решите задачу: ударом клюшки хоккейной шайбе сообщили скорость 20 м/с. Через 2 секунды

скорость шайбы, движущейся прямолинейно, стала равна 16 м/с. Найдите ускорение шайбы.

Решение: по формуле для вычисления ускорения a=Dv/t путём вычислений получаем, что ускорение

шайбы 2 м/с².

 

Билет №24