Здравствуйте, уважаемые обучающиеся. Сегодня мы продолжим знакомится с различными видами сил, которые изучает физика. Таких сил очень много, но раздел физики, которым мы занимаемся - это механика изучает три вида сил, две из которых мы уже изучили: сила тяжести и сила упругости...скажите пожалуйста, а вес - это сила какого типа? Вес - это разновидность силы упругости, так что ее мы не относим к отдельным силам. И сегодня мы познакомимся с третьей последней силой - это сила трения.
Ну а теперь читайте и смотрите и не говорите, что вы не читали и смотрели...
А далее мы обратимся к графику, который будет приведен в следующем видеоролике.
И так давайте выясним в каком случае возникает сила трения-покоя? Сила трения-покоя возникает тогда, когда к телу приложена внешняя сила параллельная поверхности опоры - поверхности разделяющей тело и опору. Это сила трения-покоя. Куда направлена эта сила? Она направлена в сторону противоположную в направление внешней силы, т.е сила трения направлена вдоль поверхности разделяющей тела - тело и опору. Сила трения всегда направлена вдоль поверхности - это отличает ее от силы упругости, например, силы нормального давления, которая направлена перпендикулярно поверхности. В каких пределах может меняться сила трения-покоя? Она может, например, равняться 0,1Н? Может. А 0,2Н? Может. А в нашем случае она может равняться 0,6Н? Нет, в нашем случае ее максимальное значение может быть равным 0,4Н. Следовательно, силы трения-покоя имеет определенные границы.
Если же, сила которую мы прикладываем больше, то поскольку у силы трения-покоя есть верхняя граница, то равнодействующая силы трения и внешней силы перестает равняться нулю и тело начинает двигаться.
Если у нас сила, приложенная к телу равна, в нашем случае, 0,4Н, то тело будет двигаться равномерно. Т.е на графике в точке раздела наклонной прямой и прямой, которая расположена параллельно оси силы приложенной к телу - тело будет двигаться равномерно. Потому что сила приложенная к телу уравновешивается силу трения, но мы подтолкнули тело и оно начинает двигаться уже с постоянной скоростью. А если внешняя сила будет превышать значения максимальной силы трения, то тогда начнется скольжение и на участке графика в котором прямая параллельная оси силы, приложенной к телу тело будет ускорятся. А теперь давайте зададим очень важный вопрос. От чего же зависит максимальная сила трения-покоя? И ответ на этот вопрос может нам дать опыт, который мы приведем в следующем видеоролике.
В опыте, демонстрируемом в ролике, коэффициент трения был равен 0,21 единицы. Оказывается, что коэффициент трения не зависит от силы нормального давления, а от чего же он тогда зависит? Если мы увеличиваем в два раза силу нормального давления, то сразу увеличивается сила трения, а может быть коэффициент трения зависит от чего-то другого? Как вы думаете от чего может зависеть коэффициент трения? Давайте выдвинем такое предположение, например, он может зависеть от площади соприкосновения тела и поверхности на которой это тело располагается. И оказывается, что если изучить данный вопрос, то площадь соприкосновения никак не влияет на изменение величины коэффициента трения. На примере бруска, который демонстрируется в опыте мы бы могли убедится в том, что не зависимо от какой грани имеющих разную площадь, которой брусок опирается на поверхность сила трения при этом изменятся не будет. Так от чего же тогда зависит коэффициент трения? Давайте представим, что вместо деревянной поверхности, которая демонстрируется в опыте, будет лед, то сила трения будет больше или меньше? Меньше. Т.е если у нас будет скользкая поверхность, то даже приложение небольшой внешней силы на тело приведет к тому, что тело начнет скользить. Значит по льду коэффициент трения древесины меньше. А если древесную поверхность мы заменим, например, на лакированную картонную поверхность тетради, давайте посмотрим в видеоролике ниже.
Формула, которую мы получили физически в предыдущем видеоролике - носит название "Закон Амонтона-Кулона".
И так давайте подведем итоги, что мы уже с вами узнали. Если на тело действует сила, направленная вдоль границы тела с опорой, то возникает сила трения, которая будет удерживать это тело до определенных пор - это сила трения-покоя. Она может меняться от нуля до максимального значения. Максимальное значение силы трения-покоя зависит от коэффициента трения и от силы нормального давления. Если внешняя сила превышает максимальное значение силы трения, то начинается скольжение, тело приходит в движение, при этом сила трения остается практически той же самой. Она оказывается не зависит от сечения, т.е от площади поверхности и оказывается она практически не зависит от скорости. Мы может перемещать тело и медленно и быстро, но сила трения при этом будет всегда одна и та же, если это трение-скольжение. Давайте подумаем куда направлена сила трения-скольжения? Как вы думаете? Сила трения-скольжения направлена в противоположную сторону движению, но лучше сформулировать так...скорости относительно опоры. Помните, что сила трения-скольжения направлена в сторону противоположную скорости тела, по отношению к опоре. А теперь давайте проведем опыт в котором продемонстрируем такое явление трения-скольжения, как явление застоя.
И так мы узнали, что такое явление застоя и оно объясняет многие вещи и давайте убедимся в этом также на примере.
Но на самом деле явлением застоя пользуются все скрипачи, виолончелисты и контрабасисты. На примере, того как мы в опыте намочили поверхность стола, так же виолончелисты и контрабасисты покрывают смычок канифолью. Канифолью натирают смычок именно для того, чтобы наблюдалось это явление застоя. Если не натереть смычок канифолью, то не получится играть на скрипке.
И последним давайте зададим себе вопрос: сила трения - это полезная или вредная сила...об этом мы узнаем на следующих лекциях...а пока давайте подумаем над этим.
И так давайте подведем итог этой лекции. На этой лекции мы познакомились, что такое сила трения на примере опыта в первом видеоролике, построили график зависимости силы трения от приложенной силы к телу. Познакомились с понятием силы трения-покоя и определили границы ее существования. На опыте вывели формулу коэффициента трения. На примере рассчитали коэффициент трения в паре материалов дерево-картон на основе закона "Амонтона-Кулона". Далее ввели понятие трения-скольжения и связанное с ним явление застоя и в конце на примере скрипки объяснили практическое применение это эффекта.
На этом мы эту лекцию закончим.
Если тебе понравилось, то пожалуйста подпишись на канал и поддержи автора.