Chiar și în timpul anilor de școală, în clasa a șaptea sau a opta, fiecare persoană se familiarizează cu un nou concept de fizică dinamică - frecare. Cu toate acestea, mulți, după ce s-au maturizat, uită ce este frecarea și cum funcționează această forță. Să încercăm să înțelegem acest subiect.
Definiția conceptului
Fricația este un fenomen care are următorul sens: atunci când două corpuri intră în contact unul cu celăl alt, la locul contactului lor se formează o interacțiune specială, împiedicând corpurile să se miște în continuare unul față de celăl alt. Este clar că este posibil să se calculeze valoarea interacțiunii acestor corpuri. Forța de frecare caracterizează cantitativ această interacțiune. Dacă apare frecare între corpuri rigide (de exemplu, interacțiunea unei cărți cu un raft sau a unui măr cu o masă), atunci această interacțiune se numește frecare uscată.
Ar trebui să se înțeleagă că frecarea este o forță care are natură electromagnetică. Aceasta înseamnă că cauza acestei forțe este interacțiunea dintre particulele care alcătuiesc acest sau acel corp.
Ce este frecarea?
Datorită varietății de articole care există în lumea noastră, putețideterminați că fiecare dintre ele are propria sa structură și are proprietăți individuale. Aceasta înseamnă că interacțiunea dintre diferite elemente va fi diferită. Pentru o înțelegere corectă a esenței și a soluționării competente a multor probleme din fizică, se obișnuiește să se separe condiționat trei tipuri de frecare. Deci, să analizăm fiecare separat:
- Prima frecare este frecarea statică care apare atunci când nu există o mișcare relativă a două corpuri. Putem vedea exemple de el peste tot, deoarece forța generată de această frecare menține obiectele în echilibru. De exemplu, mărfuri pe o bandă transportoare în mișcare, un cui înfipt într-un perete sau o persoană care stă pe podea.
- Frecarea de alunecare este în mod condiționat a doua frecare. Valoarea alunecării este definită după cum urmează: atunci când unui corp în echilibru este aplicată o forță mai mare decât forța de frecare statică, forța de frecare de alunecare începe să acționeze, iar corpul se mișcă.
- Și, în sfârșit, frecarea de rulare, care explică interacțiunea a două corpuri, dintre care unul se rostogolește pe suprafața celuil alt. Diferența de frecare de rulare și alunecare se explică prin faptul că, cu orice mișcare, zonele corpului sunt deplasate pe lungimea suprafeței de contact și, în loc de legături intermoleculare rupte, se formează altele noi. Și în cazul în care roata se rostogolește fără alunecare, legăturile moleculare se rup mult mai repede atunci când secțiunile roții sunt ridicate decât atunci când alunecă. Se pare că forța de frecare de rulare este mai mică decât forța de alunecare.
Unde și cum poate fi folosită frecarea?
Fricația esteun fenomen de neînlocuit, fără de care nu am fi capabili să facem lucruri elementare: să mergem, să stăm, sau pur și simplu să ținem obiecte în mâini. Prin urmare, nu subestimați importanța frecării. După cum spunea fizicianul francez Guillaume: „Dacă nu ar exista frecare, Pământul nostru ar fi fără o singură rugozitate, ar fi ca o picătură de lichid.”
Poate cel mai bun exemplu care caracterizează cel mai exact frecarea este funcționarea unei roți. Chiar și în antichitate, s-a observat că forțele de frecare de rulare sunt mult mai mici decât forțele de frecare de alunecare. Beneficiile incontestabile ale frecării de rulare au fost cele care i-au determinat pe oameni să pună bușteni sau role pentru a muta sarcini grele și voluminoase. De-a lungul timpului, oamenii și-au îmbunătățit cunoștințele despre proprietățile uimitoare ale frecării de rulare, au observat mișcarea obiectelor sub influența forțelor de frecare și, în cele din urmă, au inventat roata! În lumea modernă, este imposibil să ne imaginăm viața fără aceste părți de neînlocuit, deoarece roțile sunt al doilea „motoare” al oricărui transport!
Cum se calculează valoarea forței de frecare?
Ca orice altă forță, forța de frecare are valori întregi. Pentru a determina cu exactitate câtă forță este necesară pentru mișcare sau alte tipuri de muncă, este necesar să se calculeze forța de frecare statică. Inginerii fac de obicei acest lucru atunci când, de exemplu, construiesc fabrici sau inventează noi dispozitive. Cu toate acestea, chiar și școlarii obișnuiți se confruntă cu anumite sarcini în care este necesar să se calculeze forța de frecare. Deci să-l numerevaloare, trebuie doar să utilizați o formulă simplă: Ffriction=KN, unde k este coeficientul de frecare. Valoarea tuturor coeficienților depinde întotdeauna de suprafața obiectului pe care corpul se mișcă sau interacționează. „N” în formula noastră înseamnă forța de reacție a suportului asupra corpului. Depinde în primul rând de masa corpului care este în contact cu suprafața suportului.
Calculează valoarea forței în problemă
Să presupunem că un corp cu masa m=3 kg este pe o placă orizontală. Coeficientul de frecare dintre scândură de lemn și corp este 0,3 Cum se află valoarea forței de frecare? Este foarte simplu, tot ce trebuie să faceți este să conectați valorile noastre în formulă. Trebuie doar să țineți cont de faptul că N în acest caz este egal cu greutatea corpului (conform legii a 3-a a lui Newton). Deci, forța dorită este (mg)k=(3 kg10 m/s2)0, 3=9 H.
