32733

Сила тяжести и вес тела. Упругие силы. Силы трения

Доклад

Физика

Силы трения. Сила трения Трение – один из видов взаимодействия тел. Трение как и все другие виды взаимодействия подчиняется третьему закону Ньютона: если на одно из тел действует сила трения то такая же по модулю но направленная в противоположную сторону сила действует и на второе тело. Силы трения как и упругие силы имеют электромагнитную природу.

Русский

2013-09-05

43.5 KB

18 чел.

8.Сила тяжести и вес тела. Упругие силы. Силы трения.

Частным, но крайне важным для нас видом силы всемирного тяготения является сила притяжения тел к Земле. Эту силу называют силой тяжести. Согласно закону всемирного тяготения, она выражается формулой

, (1)

где m – масса тела, М – масса Земли, R – радиус Земли, h – высота тела над поверхностью Земли. Сила тяжести направлена вертикально вниз, к центру Земли.

Силой тяжести называется сила, действующая на любое находящееся вблизи земной поверхности тело. 

Она определяется как геометрическая сумма действующей на тело силы гравитационного притяжения к Земле и центробежной силы инерции , учитывающей эффект суточного вращения Земли вокруг собственной оси, т.е. . Направление силы тяжести является направлением вертикали в данном пункте земной поверхности.

НО величина центробежной силы инерции очень мала по сравнению с силой притяжения Земли (их отношение составляет примерно 3∙10-3), то обычно силой  пренебрегают. Тогда .

Вес тела

Вес тела – это сила, с которой тело, вследствие его притяжения к Земле, действует на опору или подвес. 

По третьему закону Ньютона обе эти силы упругости равны по модулю и направлены в противоположные стороны. После нескольких колебаний тело на пружине оказывается в покое. Это значит, что сила тяжести по модулю равна силе упругости Fупр пружины. Но этой же силе равен и вес тела.

Таким образом, в нашем примере вес тела, который мы обозначим буквой , по модулю равен силе тяжести:

.

       Под действием внешних сил возникают деформации (т.е. изменение размеров и формы) тел. Если после прекращения действия внешних сил восстанавливаются прежние форма и размеры тела, то деформация называется упругой. Деформация имеет упругий характер в случае, если внешняя сила не превосходит определенного значения, называемого пределом упругости.

Упругие силы возникают во всей деформированной пружине. Любая часть пружины действует на другую часть с силой упругости  Fупр.

       Удлинение пружины пропорционально внешней силе и определяется законом Гука:

 

 

k  – жесткость пружины. Видно, что чем больше  k, тем меньшее удлинение получит пружина под действием данной силы.

Так как упругая сила отличается от внешней только знаком, т.е.  Fупр = –Fвн, закон Гука можно записать в виде

,
Fупр = –kx.

Сила трения

Трение – один из видов взаимодействия тел. Оно возникает при соприкосновении двух тел. Трение, как и все другие виды взаимодействия, подчиняется третьему закону Ньютона: если на одно из тел действует сила трения, то такая же по модулю, но направленная в противоположную сторону сила действует и на второе тело. Силы трения, как и упругие силы, имеют электромагнитную природу. Они возникают вследствие взаимодействия между атомами и молекулами соприкасающихся тел.

Силами сухого трения называют силы, возникающие при соприкосновении двух твердых тел при отсутствии между ними жидкой или газообразной прослойки. Они всегда направлены по касательной к соприкасающимся поверхностям.

Сухое трение, возникающее при относительном покое тел, называют трением покоя.

Сила трения покоя не может превышать некоторого максимального значения (Fтр)max. Если внешняя сила больше (Fтр)max, возникает относительное проскальзывание. Силу трения в этом случае называют силой трения скольжения. Она всегда направлена в сторону, противоположную направлению движения и, вообще говоря, зависит от относительной скорости тел. Однако, во многих случаях приближенно силу трения скольжения можно считать независящей от величины относительной скорости тел и равной максимальной силе трения покоя.

Fтр = (Fтр)max = μN.

 

Коэффициент пропорциональности μ называют коэффициентом трения скольжения.

Коэффициент трения μ – величина безразмерная. Обычно коэффициент трения меньше единицы. Он зависит от материалов соприкасающихся тел и от качества обработки поверхностей.

При движении твердого тела в жидкости или газе возникает сила вязкого трения. Сила вязкого трения значительно меньше силы сухого трения. Она также направлена в сторону, противоположную относительной скорости тела. При вязком трении нет трения покоя.

Сила вязкого трения сильно зависит от скорости тела. При достаточно малых скоростях Fтр ~ υ, при больших скоростях Fтр ~ υ2. При этом коэффициенты пропорциональности в этих соотношениях зависят от формы тела.

Силы трения возникают и при качении тела. Однако силы трения качения обычно достаточно малы. При решении простых задач этими силами пренебрегают.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

11172. Фінансові посередники в системі корпоративного управління 77.5 KB
  Тема 10. Фінансові посередники в системі корпоративного управління 10.1. Суть фінансового посередництва i його функції Світова практика свідчить про надзвичайно велику роль фінансових посередників у системі корпоративного управління Значну роль у корпоративному сект...
11173. Форми і функції державного регулювання 52.5 KB
  Форми і функції державного регулювання Одним з найважливіших елементів сфери корпоративного управління є його нормативноправове забезпечення. Загалом державне регулювання як один з напрямків корпоративного управління виходить за рамки безпосереднього управління...
11174. Виконання та захист графічних робіт. Виконання ескізу деталі з натури 27 KB
  Тема 6: Виконання та захист графічних робіт. Виконання ескізу деталі з натури. Мета: Навчальна: сформувати знання вміння та навички поданій темі. Виховна: виховувати в учнів культуру праці та акуратність. Розвиваюча: розвивати у школярів спеціальні здібності і техн
11175. Будова та класифікація різців. Режими різання 80.5 KB
  Тема. Будова та класифікація різців. Режими різання. Мета: ознайомити учнів з видами різців для виконання токарних робіт по металу; навчити вибирати різці для певного виду робіт; виховувати бережливе ставлення до обладнання та інструментів; розвивати логічне мислення
11176. Контрольно-вимірювальний інструмент 69.5 KB
  Тема 9: Контрольновимірювальний інструмент. Мета: виявити рівень теоретичних знань з розділу проектування виробів; ознайомити з контрольновимірювальними інструментами та навчити користуватися ними; первинний інструктаж з охорони праці під час виконання сл
11177. Технологічний процес виготовлення проектованого виробу. Розробка ескізу та технологічної послідовності виготовлення виробу 30.38 KB
  Тема. Технологічний процес виготовлення проектованого виробу. Розробка ескізу та технологічної послідовності виготовлення виробу . Мета: згідно теми проекту вибрати аналогпрототип та вдосконалити його характеристики; виховувати бережливе ставлення до обладнання
11178. Опоряджувальні роботи. Правила техніки безпеки. Лакування та фарбування, інкрустація та інтарсія 55.5 KB
  Тема: Опоряджувальні роботи. Правила техніки безпеки. Лакування та фарбування інкрустація та інтарсія. Мета. Ознайомити учнів з прийомами оздоблення деревяних виробів формувати в учнів поняття про техніку інтарсія та маркетрі; виховання позитивного ставлення до прац...
11179. Пошук необхідної інформації для проекту. Методи проектування (метод фокальних об’єктів).Практична робота: Складання ескізу проектного виробу 41 KB
  Тема уроку: Пошук необхідної інформації для проекту. Методи проектування метод фокальних об’єктів.Практична робота: Складання ескізу проектного виробу. Мета: згідно теми проекту вибрати аналогпрототип та вдосконалити його характеристики; виховувати бережливе ставл...
11180. Оздоблення виробів різьбленням 123.5 KB
  Тема. Оздоблення виробів різьбленням Мета: ознайомити учнів з тригранновиїмковим різьбленням навчити виконувати найпростіші елементи різьблення; виховувати бережливе ставлення до обладнання та інструментів; розвивати логічне мислення моторику рухів. Обладнання:...