Сила трения в технике

Работа приложенных к телу сил всегда равна изменению его кинетической энергии. При действии сил трения-часть механической энергии преоб­разуется и в немеханическую (внут­реннюю) энергию, что приводит к нагреванию трущихся тел. Но ведь за счет энергии совершается механическая работа (работа равна изменению энергии!), так что энер­гия, превратившаяся во внутреннюю энергию, для получения работы пропадает. Поэтому во всяком устройстве (машине), предназна­ченном для совершения механиче­ской работы, всегда стараются уменьшить силы трения.

Об этом нужно знать и помнить тем, кто конструирует и строит машины, и тем, кто пользуется ими. Если машина, двигатель, ап­парат и т. д. во время работы чрезмерно нагреваются — это вер­ный признак того, что действуют слишком большие силы трения и нужно принимать меры для их уменьшения (возможно, требуется смазка!). Мы говорим о чрезмерном нагревании, потому что полностью устранить трение в механических устройствах нельзя. Какой-то нагрев, а значит, какая-то потеря механи­ческой энергии неизбежны. Но их нужно по возможности умень­шать.

Вопросы

1. На тело действует сила трения. Мо­жет ли работа этой силы равняться нулю?

2. Работа силы тяжести и силы упругости на замкнутой траектории равна нулю. Спра­ведливо ли это утверждение для работы силы трения?

3. Что такое внутренняя энергия?

4. Как изменяется полная механическая энергия системы тел, если между телами наряду с другими силами действует и сила трения?

5. Всегда ли верен закон сохранения полной механической энергии?

6. Под действием силы трения изменя­ется кинетическая энергия тела. Изменяется ли при этом и потенциальная энергия?

Упражнение 28

1. Сани массой 60 кг, скатившись с горы, проехали по горизонтальному участку доро­ги 20 м. Найдите работу силы трения на этом участке, если коэффициент трения по­лозьев саней о снег 0,020.

2. К точильному камню радиусом 20 см прижимают затачиваемую деталь с силой 20 Н. Определите, какая работа соверша­ется двигателем за 2 мин, если камень делает 180 об/мин, а коэффициент трения детали о камень равен 0,3.

3. Шофер автомобиля выключает двига­тель и начинает тормозить в 20 м от свето­фора (дорога горизонтальная)). Считая силу трения колес о дорогу равной 4000 Н, найдите, при какой наибольшей скорости автомобиль успеет остановиться перед све­тофором, если масса автомобиля 1,6 т.

4. На движущееся по горизонтальной плоскости тело на протяжении пути длиной 15 м действует сила трения 100 Н. На сколько изменилась механическая энергия тела?

5. Парашютист массой 70 кг после прыж­ка с самолета движется сначала ускорен­но, а затем, начиная с высоты h= 1000 м и до приземления, равномерно. Какова рабо­та силы сопротивления воздуха за время равномерного движения?

6. Тело массой 2 кг падает с высоты 240 м и проникает в грунт на глубину 0,2 м. Сила трения о грунт равна 10 000 Н. Совершало ли тело свободное падение или двигалось в воздухе?

Дата добавления: 2014-01-14