Сила трения скольжения дерева

Сила трения скольжения дерева

Продолжим работать с деревянным бруском, находящемся на деревянном клине. При этом если в прошлой статье мы предполагали, что он находится в состоянии покоя, то теперь мы будем считать, что он движется с постоянной скоростью.

Мы уже знаем, что вдоль оси y на тело действуют две уравновешивающие друг друга силы: сила реакции опоры и компонент силы тяжести, параллельный этой же оси. Вдоль оси x на брусок действует компонент силы тяжести, параллельный поверхности наклонной плоскости. Если бы действовала только эта сила, брусок двигался бы с ускорением. Но брусок движется с постоянной скоростью, и это, по первому закону Ньютона, означает, что на него действует еще какая-то сила, компенсирующая силу тяжести.

Что же эта за сила? Сила трения скольжения (я буду обозначать ее так: \vec_с ). Сила трения скольжения – это сила, которая стремится уменьшить скорость движущегося объекта. Соответственно она всегда направлена так, чтобы противостоять перемещению тела.

От чего зависит величина этой силы?

Опять же, чем сильнее тело будет давить на поверхность, а поверхность на тело, тем сильнее будет трение между ними. Сила реакции опоры как раз и показывает, насколько сильно тело прижато к опоре. Получается так: чем больше сила реакции опоры, тем больше сила трения скольжения. Обратное тоже верно.

Конечно, и материалы, из которых сделаны тела, многое решают. Для разных материалов трение будет различно: заставить скользить кирпич по кирпичу труднее, чем заставить скользить лед по льду. Это различие между материалами характеризуется коэффициентом трения скольжения – \mu_с . Чем больше этот коэффициент, тем больше трение.

Подытожим все вышесказанное с помощью математики:

Возможно, у вас появился вопрос: «Чем же сила трения скольжения отличается от силы трения покоя?» Сила трения покоя препятствует возникновению движения, а сила трения скольжения пытается уменьшить скорость уже движущегося объекта. Кроме того, у силы трения скольжения величина постоянная, а сила трения покоя может меняться: она будет увеличиваться до тех пор, пока приложенная сила не достигнет ее максимального значения. Как только тело начнет скользить, появится сила трения скольжения.

Что интересно, максимальное значение силы трения покоя больше значения силы трения скольжения. Все дело в коэффициенте трения: коэффициент трения покоя либо больше, либо равен коэффициенту трения скольжения. Например, в «Википедии» сказано, что коэффициент трения покоя между деревом и деревом равен \mu_п=0,65 (в среднем), а коэффициент трения скольжения для тех же материалов составляет \mu_с=0,33 .

Давайте представим сундук из дерева, находящийся на деревянном полу. Пусть масса ящика равна десяти килограммам. Предположим, в какой-то момент на него начинают действовать с силой в восемьдесят ньютонов.

Получится ли вообще сдвинуть ящик? И если да, какова будет величина силы трения скольжения?

Сначала найдем максимальное значение силы трения покоя:

Да, сдвинуть получится. Найдем силу трения скольжения:

Вначале, просто чтобы сдвинуть ящик, придется приложить силу почти в пятьдесят девять ньютонов. Как только он начнет двигаться, сила трения покоя превратится в силу трения скольжения и упадет примерно до двадцати девяти ньютонов. Значит, ящик будет двигаться с хорошим ускорением:

Стоит сказать, что в школе часто не говорят о разных видах коэффициента трения и используют некоторое усредненное значение этой величины. В таком случае максимальное значение силы трения покоя совпадает со значением силы трения скольжения.

Источник

2. Сила трения скольжения

Сила трения скольжения возникает, если одно тело скользит по поверхности другого тела. Трение скольжения характеризуется силой трения, которая тормозит движение скольжения.

Сила трения скольжения прямо пропорциональна модулю силы реакции опоры или силы нормального давления \(\vec\) (или \(\vec_р\) на рисунках) и коэффициенту трения скольжения \(\mu\).

Сила трения равна произведению коэффициента трения скольжения на силу реакции опоры и вычисляется по формуле: F тр = μ ⋅ N .

При увеличении веса тела и коэффициента трения увеличивается сила трения. Сила трения скольжения действует в тех случаях, когда тело движется или его пытаются сдвинуть с места.

Сила реакции опоры \(\vec\) — сила, при помощи которой опора действует на тело. Сила реакции опоры — сила, при помощи которой опора давит на тело, которое находится на ней. Из третьего закона Ньютона следует, что сила реакции опоры всегда равна силе, при помощи которой тело воздействует на опору. На неподвижной горизонтальной поверхности сила реакции опоры всегда равна весу тела или силе тяжести: N = F т . На наклонной плоскости сила тяжести и сила, при помощи которой тело воздействует на опору, различаются.

Коэффициент трения скольжения — отношение силы трения к силе реакции опоры. Коэффициент трения между двумя любыми материалами легко определить, если возможно измерить силу трения, которая равна силе тяги, при которой тело перемещается равномерно, и силу тяжести, которая на горизонтальной поверхности равна силе реакции опоры. В таблице представлены различные коэффициенты трения скольжения.

Пары материалов	Коэффициент трения скольжения
Сталь — лёд (коньки)	\(0,015\)
Древесина — древесина	\(0,2\)–\(0,5\)
Покрышка — мокрый асфальт	\(0,35\)–\(0,45\)
Покрышка — сухой асфальт	\(0,50\)–\(0,75\)

Если сравнивать коэффициенты трения покрышки на сухом и мокром асфальте, то на мокром асфальте у одной и той же машины коэффициент трения, а также сила трения почти в \(2\) раза меньше, чем на сухом асфальте. В результате также увеличивается замедление торможения почти в \(2\) раза, поэтому тормозной путь может увеличиться почти в \(4\) раза.

У силы трения имеются как положительные, так и отрицательные свойства. Если бы не было силы трения, то мы не могли бы оттолкнуться при ходьбе от земли, а машина не могла бы «оттолкнуться» от поверхности дороги. Но в технике трение между различными вращающимися и скользящими поверхностями весьма нежелательно, поэтому такое оборудование смазывают, чтобы снизить влияние силы трения.

Источник

Определение силы трения скольжения

В настоящий момент дополнительные накопительные скидки (от 2% до 25%) предоставляются 58.686 образовательным учреждениям . Чтобы узнать, какая скидка действует для всех сотрудников Вашего образовательного учреждения, войдите в свой личный кабинет «Инфоурок».

Курс профессиональной переподготовки

Библиотечно-библиографические и информационные знания в педагогическом процессе

К данной скидке мы можем добавить скидку Вашего образовательного учреждения (она зависит от того, сколько Ваших коллег прошло курсы «Инфоурок»)

В настоящий момент дополнительные накопительные скидки (от 2% до 25%) предоставляются 58.686 образовательным учреждениям . Чтобы узнать, какая скидка действует для всех сотрудников Вашего образовательного учреждения, войдите в свой личный кабинет «Инфоурок».

Курс профессиональной переподготовки

Организация деятельности библиотекаря в профессиональном образовании

К данной скидке мы можем добавить скидку Вашего образовательного учреждения (она зависит от того, сколько Ваших коллег прошло курсы «Инфоурок»)

В настоящий момент дополнительные накопительные скидки (от 2% до 25%) предоставляются 58.686 образовательным учреждениям . Чтобы узнать, какая скидка действует для всех сотрудников Вашего образовательного учреждения, войдите в свой личный кабинет «Инфоурок».

Анализ экономической целесообразности: подходы в оценке

Описание презентации по отдельным слайдам:

2 слайд Цель: измерить силу трения скольжения деревянного бруска по различным поверхностям, определить, от чего зависит сила трения скольжения.
Оборудование: деревянный брусок, набор грузов, деревянная и пластиковая доски, динамометр.

3 слайд mg
Fтяги
Fтр
N
Fтяги
Fтр
Fтяги
Fтр
Cилу трения, действующую между двумя телами, неподвижными относительно друг друга называют силой трения покоя.
Наибольшее значение силы трения, при котором скольжение еще не наступает, называется максимальной силой трения покоя.
— коэффициент трения (зависит от вида соприкасающихся поверхностей).
Теоретический материал:

4 слайд Сила трения скольжения всегда направлена противоположно направлению относительной скорости соприкасающихся тел.
mg
Fтяги
Fтр
N
Fтяги
Fтр
Fтяги
Fтр
Сила трения не зависит от площади соприкосновения тел.
Теоретический материал:
При равномерном движении:
Х

6 слайд Ход работы:
2. При помощи динамометра найдите вес и массу бруска. Запишите значения.
3. Присоедините динамометр к бруску и равномерно перемещайте его по деревянной поверхности. Определите силу трения.
Н
0
1
2
3
Н
0
1
2
3

7 слайд Ход работы:
4. Повторите измерение силы трения, увеличив массу бруска при помощи одного, двух и трех грузов.
5. Занесите данные в таблицу, рассчитайте коэффициенты трения скольжения.
Н
0
1
2
3
Н
0
1
2
3
Н
0
1
2
3
Н
0
1
2
3

8 слайд Ход работы:
6. Повторите измерение силы трения, перемещая брусок по металлической поверхности. Заполните таблицу.
Н
0
1
2
3
Н
0
1
2
3
Н
0
1
2
3
Н
0
1
2
3

9 слайд 7. Переместите брусок по поверхности на гранях с разной площадью поверхности. Определите, меняется ли при этом сила трения?
Ход работы:

10 слайд Вывод:
От каких факторов зависит сила трения? Какова эта зависимость?
От каких факторов не зависит сила трения?

Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей

Более 10 000 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения

Источник