Билет № 6 Силы трения скольжения. Сила упругости. Закон Гука.

Природа сил трения – силы трения возникают благодаря существованию сил взаимодействия между молекулами и атомами соприкасающихся тел.

Особенности сил трения:

· возникают при соприкосновении двух движущихся тел;

· действуют параллельно поверхности соприкосновения тел;

· направлены против движения тела.

Виды силы трения:

При скольжении сила трения скольжения зависит не только от состояния трущихся поверхностей, но и от относительной скорости движения тел.

Замечено, что тяжелый предмет, например ящик, трудно сдвинуть с места, а потом двигать его становится легче. Это и объясняется уменьшением силы трения при появлении скольжения с малой скоростью. При слишком больших относительных скоростях сила трения скольжения приблизительно равна максимальной силе трения покоя:

F_тр ≈ F_{тр.макс} = N.

МаксимальноеF_{тр.макс} значение модуля силы трения покоя пропорционально модулю силы нормальной реакции опоры.(Этот закон впервые установил экспериментально фр. физик Кулон). , где (греческая буква, читается «мю») – коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом трения. Он характеризует обе трущиеся поверхности и зависит не только от материала этих поверхностей, но и от качества их обработки.

 

Коэффициент трения не имеет размерность, определяется экспериментально.

Эти значения коэффициента трения относятся к случаю, когда поверхности тел не смазаны. Смазка (минеральное масло) существенно уменьшает силу трения .

Сила упругости.

При любом виде деформации возникает сила, которая стремиться вернуть тело в первоначальное состояние — эта сила и называется силой упругости.

Деформация — изменение формы и объема тела под действием внешних сил. Вида деформации: растяжение, сжатие, кручение, изгиб, сдвиг.

Природа сил упругости — атомы в твердом теле расположены таким образом, что силы отталкивания одноименных электрических зарядов и силы притяжения разноименных — уравновешивают друг друга. Силы упругости по своей природе являются электромагнитными силами. В результате деформации электрические силы стремятся возвратить атомы в первоначальное состояние.

Сила упругости всегда определяется по закону Гука: При упругой деформации растяжения (или сжатия) удлинение тела прямо пропорционально приложенной силе. гдеk — коэффициент упругостиилижесткости.

Учитывая, что проекция силы упругости деформированного тела на ось X и координата x имеют противоположные знаки, то можно записать:

Закон Гука хорошо выполняется только при упругих деформациях, при которых x мало.

На рисунке представлены деформация растяжения (x > 0) и сжатия (x < 0). Внешняя сила

Билет № 7. Работа. Механическая энергия. Кинетическая и потенциальная энергия

Работа совершается в природе всегда, когда какое-либо тело в направлении его движения или против него действует сила (или несколько сил) со стороны другого тела (других тел).

Работа силы равна произведению модулей силы и перемещения точки приложения силы и на косинус угла между ними.

А= F·S·соs , где А – работа, (Дж); F – сила, (Н); S- перемещение, (м).

Если угол между векторами F и S равен 90⁰, то А= F·S.

Работа силы – это величина, равная произведению силы, приложенной к телу на величину перемещения. Работа силы – скалярная величина. Она может быть положительной, отрицательной или равна нулю. Знак работы определяется знаком косинуса угла между силой и перемещением. Если < 90⁰, то А>0, тогда как косинус острых углов положителен. При >90⁰работа отрицательна, т.к. косинус тупых углов отрицателен. При =90⁰(сила перпендикулярна перемещению) работа не совершается. В СИ работа измеряется в джоулях (Дж). 1Дж = 1Н·м. Итак, джоуль – это работа, совершаемая силой 1Нна перемещении 1м, если направленная сила и перемещения совпадают.