Troviamo la forza di attrito. La formula per la forza di attrito

L'attrito è un fenomeno in cui ci imbattiamola vita di tutti i giorni costantemente. Determina se l'attrito è dannoso o utile, impossibile. Fare anche un passo su ghiaccio scivoloso è un duro lavoro, su una superficie ruvida dell'asfalto la passeggiata dà piacere. Parti di veicoli senza grasso si consumano molto più velocemente.

Lo studio dell'attrito, la conoscenza delle sue proprietà di base permettono a una persona di usarlo.

La forza di attrito in fisica

La forza che si verifica quando si muove o si provail movimento di un corpo lungo la superficie dell'altro, diretto contro la direzione del movimento, applicato ai corpi in movimento, è chiamato la forza di attrito. Il modulo di forza di attrito, la cui formula dipende da molti parametri, varia a seconda del tipo di resistenza.

Si distinguono i seguenti tipi di attrito:

• riposo;

• scivolare;

• rotolamento.

Qualsiasi tentativo di spostare un oggetto pesante dal luogo (gabinetto, pietra) porta alla tensione delle forze dell'uomo. Allo stesso tempo, il soggetto non è sempre messo in moto. L'attrito del riposo disturba questo.

Stato di riposo

La formula calcolata per la forza di attrito di riposo non ci consente di determinarlo con sufficiente precisione. A causa della terza legge di Newton, l'entità della forza di resistenza a riposo dipende dallo sforzo applicato.

Con l'aumentare della forza, aumenta anche la forza di attrito.

0 <F_{triplo allarme} <F_max

L'attrito del riposo non consente di piantare chiodi su un alberocadere; bottoni cuciti con filo, saldamente in posizione. È interessante che sia la resistenza del riposo a permettere di camminare. Ed è diretto nel corso del movimento di una persona, che contraddice lo stato generale delle cose.

Fenomeno Slip

Con un aumento della forza esterna che guida il corpo, fino ail valore della più grande forza d'attrito del riposo entra in azione. La forza di attrito radente è considerata nel processo di scorrimento di un corpo sulla superficie dell'altro. Il suo valore dipende dalle proprietà delle superfici interagenti e dalla forza dell'azione verticale sulla superficie.

Calcolato scorrevole formula forza d'attrito: F = μR, dove il coefficiente di proporzionalità μ- (attrito radente), F - forza di pressione verticale (normale).

Una delle forze trainanti è la forza di attritoSlip, la cui formula è scritta usando la forza di reazione del supporto. A causa dell'adempimento della terza legge di Newton, le forze di pressione normale e la reazione del supporto sono uguali in grandezza e opposte in direzione: P = N.

Prima di trovare la forza di attrito, che diventa una forma diversa formula (F = μ N), determinare la forza di reazione.

Il coefficiente di resistenza allo scorrimento è introdotto sperimentalmente per due superfici di attrito, dipende dalla qualità della loro lavorazione e del materiale.

Tabella. Il valore del coefficiente di resistenza per superfici diverse

No. пп	Superfici interattive	Il valore del coefficiente di attrito radente
1	Acciaio + ghiaccio	0,027
2	Quercia + quercia	0,54
3	Pelle + ghisa	0,28
4	Bronzo + ferro	0,19
5	Bronzo + ghisa	0,16
6	Acciaio + acciaio	0,15

La massima forza di attrito del riposo, la cui formula è stata scritta sopra, può essere definita allo stesso modo della forza di attrito scorrevole.

Questo diventa importante quando si risolvono i problemideterminazione della forza di resistenza. Ad esempio, un libro guidato da una mano, premuto dall'alto, scivola sotto l'azione di una resistenza al riposo, che sorge tra la mano e il libro. L'entità della resistenza dipende dal valore della forza di pressione verticale sul libro.

Fenomeno del rotolamento

La transizione dei nostri antenati dai draghi ai carriè considerato rivoluzionario. L'invenzione della ruota è la più grande invenzione dell'umanità. L'attrito volvente, che si verifica quando la ruota si muove lungo la superficie, è di gran lunga inferiore alla resistenza allo scivolamento.

L'aspetto delle forze di attrito è associato aforze di pressione normale di una ruota su una superficie, ha la natura che lo distingue dallo scivolamento. A causa della leggera deformazione della ruota, diverse forze di pressione si verificano al centro dell'area formata e lungo i suoi bordi. Questa differenza di forze determina l'aspetto della resistenza durante il rotolamento.

La formula di calcolo per la forza di attrito volvente viene solitamente presa allo stesso modo del processo di scorrimento. La differenza si vede esclusivamente nei valori del coefficiente di resistenza.

Natura della resistenza

Quando cambia la ruvidità delle superfici di attritocambia anche il valore della forza di attrito. Con un grande ingrandimento, le due superfici contigue sembrano irregolarità con picchi affilati. Quando si sovrappongono, le parti sporgenti del corpo si toccano. L'area totale di contatto è insignificante. Quando si muove o si tenta di spostare i "picchi" del corpo si crea resistenza. L'entità della forza d'attrito non dipende dall'area delle superfici di contatto.

Sembra che due perfettamente liscioLe superfici non devono resistere assolutamente. In pratica, la forza di attrito in questo caso è massima. Questa discrepanza è spiegata dalla natura dell'origine delle forze. Queste sono forze elettromagnetiche che agiscono tra gli atomi di corpi interagenti.

Processi meccanici non accompagnati dal'attrito in natura, è impossibile, perché non c'è possibilità di "disconnettere" l'interazione elettrica dei corpi carichi. L'indipendenza delle forze di resistenza dalla posizione reciproca dei corpi rende possibile chiamarli non potenziali.

È interessante la forza di attrito, la cui formulavaria a seconda della velocità dei corpi interagenti, è proporzionale al quadrato della velocità corrispondente. A tale forza la forza di resistenza viscosa in un liquido riguarda.

Movimento in un liquido e gas

Spostare un solido in un liquido o gas,il liquido vicino a una superficie solida è accompagnato da una resistenza viscosa. La sua origine è associata all'interazione di strati di fluido trascinati da un corpo solido nel processo di movimento. La diversa velocità degli strati è una fonte di attrito viscoso. La particolarità di questo fenomeno è l'assenza di attrito liquido di riposo. Indipendentemente dalla grandezza dell'impatto esterno, il corpo entra in movimento mentre si trova nel liquido.

A seconda della velocità di movimento, la forzala resistenza è determinata dalla velocità del movimento, dalla forma del corpo in movimento e dalla viscosità del fluido. Il movimento in acqua e olio dello stesso corpo è accompagnato da una diversa resistenza di magnitudine.

Per piccole velocità: F = kv, dove k è un coefficiente di proporzionalità, a seconda delle dimensioni lineari del corpo e delle proprietà del mezzo, v è la velocità del corpo.

La temperatura del liquido influenza anche l'attrito in esso. Con tempo gelido, l'auto è riscaldata in modo che l'olio si riscaldi (la sua viscosità diminuisce) e contribuisce a ridurre la distruzione delle parti a contatto del motore.

Aumentare la velocità di guida

Un significativo aumento della velocità del corpo puòcausa la comparsa di flussi turbolenti, mentre la resistenza aumenta bruscamente. Il valore ha: il quadrato della velocità di movimento, la densità del mezzo e la superficie del corpo. La formula per la forza d'attrito assume una forma diversa:

F = kv², dove k è un coefficiente di proporzionalità, a seconda della forma del corpo e delle proprietà del mezzo, v è la velocità del corpo.

Se il corpo è snellito, la turbolenza può essere ridotta. La forma del corpo di delfini e balene è un perfetto esempio delle leggi della natura che influenzano la velocità degli animali.

Approccio energetico

Il lavoro di spostamento del corpo è ostacolato dalla resistenza dell'ambiente. Quando si utilizza la legge di conservazione dell'energia, si dice che il cambiamento di energia meccanica è uguale al lavoro delle forze di attrito.

La forza lavoro è calcolata dalla formula: A = Fscosα, dove F è la forza con cui il corpo si muove di una distanza s, α è l'angolo tra le direzioni di forza e spostamento.

Ovviamente, la forza di resistenza è opposta allo spostamento del corpo, da cui cosα = -1. Il lavoro della forza di attrito, la cui formula ha la forma A_mp = - Fs, il valore è negativo. Allo stesso tempo, l'energia meccanica viene convertita in energia interna (deformazione, riscaldamento).

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