КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Силы трения
Трение подразделяется на внешнее и внутреннее. Внешнее трение возникает при относительном перемещении двух соприкасающихся твердых тел (трение скольжения) или при попытках вызвать такое перемещение (трение покоя). Внутреннее трение наблюдается при относительном перемещении частей одного и того же сплошного тела (например, жидкости или газа). Различают также сухое и жидкое (или вязкое) трение. Сухое трение возникает между поверхностями твердых тел в отсутствии смазки (т.е. жидкой или газообразной прослойки) между ними. Жидким называется трение между твердым телом и жидкой или газообразной средой, а также между слоями такой среды. Сухое трение подразделяется на трение скольжения и трения качения. Эмпирические законы сухого трения. Подействуем на тело (например. Брусок), лежащее на неподвижной опоре, внешней силой F (рис. 3.8), постепенно увеличивая ее модуль. Вначале брусок будет оставаться неподвижным. Это указывает на то, что внешняя сила F уравновешивается некоторой силой F тр, направленной по касательной к трущимся поверхностям противоположно силе F. Сила F тр и есть сила трения покоя. Она обусловлена действием опоры, на которой лежит тело, и “автоматически” принимает значение, равное модулю силы F. Когда модуль внешней силы (а следовательно, и модуль силы трения покоя) превысит значение F 0, тело начнет скользить по опоре – трение покоя сменяется трением скольжения. Величина F 0 представляет собой максимальное значение силы трения покоя. Сама эта сила, в зависимости от модуля внешней силы, принимает одно из значений в интервале от нуля до F 0.
Опытным путем установлено, что максимальная сила трения покоя не зависит от площади соприкосновения тел и приблизительно пропорциональна модулю силы нормального давления F n, прижимающей трущиеся поверхности друг к другу: F0=m0Fn. (3.26) Безразмерный множитель m0 называется коэффициентом трения покоя. Он зависит от природы и состояния трущихся поверхностей. Аналогичная зависимость имеет место и для силы трения скольжения: F0=mFn (3.27) Здесь m - коэффициент трения скольжения, который является функцией скорости. Трение качения возникает между шарообразным или цилиндрическим телом и поверхностью, по которой оно катится. Сила трения качения также подчиняется закону (3.27), но коэфициент трения в этом случае бывает значительно меньшим, чем при скольжении. Эмпирические законы вязкого (жидкого)трения. На тело, движущееся в вязкой (жидкой или газообразной) среде, действует сила, тормозящая его движение. Эта сила слагается из силы вязкого трения и силы сопротивления среды. Слои среды, непосредствеено соприкасающиеся с телом, движутся вместе с телом как одно целое. Сила вязкого трения возникает между этими и внешними относительно них слоями. Давление на различные участки движущегося тела оказывается неодинаковым. Результирующая сила давления имеет составляющую, направленную противоположно скорости. Эта составляющая и есть сила сопротивления среды. При больших скоростях сила сопротивления среды может во много раз превосходить силу вязкого трения. Суммарную силу, обусловленную вязким трением и сопротивлением среды, принято условно называть силой трения. Для определенной таким образом силы трения характерно то, что она обращается в нуль в месте со скоростью. При небольших скоростях сила растет пропорционально скорости:
F тр=-к1 v. (3.28) Знак минус указывает на то, что сила направлена противоположно скорости. Коэффициент к1 зависит от формы и размеров тела, характера его поверхности, а также свойства среды, называемого вязкостью. При увеличении скорости тела линейная зависимость (3.28) постепенно переходит в квадратичную: F тр=-к2v2 ev (3.29) (ev – орт скорости). Границы области, в которой происходит переход от закона (.28) к закону (3.29), зависят от тех же факторов, от которых зависит коэффициент к1.
Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 2078; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |