Сила трения

Сила трения – тангенциальная сила, которая возникает при относительном движении.

Различают силы сухого и жидкого трения, трения между поверхностями у твердых тел при отсутствии какой-либо прослойки, например, смазки называется сухим.

Если тела неподвижны друг относительно друга, то горят о трение покоя.

При относительном перемещении говорят о терние скольжения.

В случае, когда одно из тел катится по поверхности другого без проскальзывания, возникает особый вид сопротивления, называемый трением качения.

1. Сила трения покоя не является однозначно определяемой величиной. Изменяется от 0 до максимального значения. Вызывается упругими деформациями микровыступов.

μ_пок– коэффициент трения покоя

N – сила нормального движения

2. Сила трения скольжения

μ_скол – коэффициент трения скольжения, возникающий в результате пластическойдеформации микровыступов.

N – сила нормального движения

3. Сила трения качения

r – радиус колеса;

Действие: Трение препятствует движению, однако, в некоторых случаях оно является причиной движения, например, движение человека по земной поверхности (если не было бы трения на подошве, мы не смогли бы ходить); трение позволяет велосипедисту сделать поворот.

Трение между твердым телами жидкой и газообразной среды, а также между слоями такой среды называется жидким. Здесь трение покоя отсутствует.

Сила трения зависит от относительной скорости, они не являются потенциальными силами. Однако, могут совершать на заданном пути не только отрицательную работу, но и положительную, а также работу равную нулю. Рассмотрим, …. когда сила взаимодействия возникающая между 2мя точками зависит только от расстояния между ними.

Пусть r1и к2 – радиус вектора материальных точек межу, которыми действует сила отталкивания. Например, сила электростатического происхождения или притяжения. Например, гравитационные силы.

Сила F1 действующая на точку 1 со стороны 2, записывается так:

(14)

А сила действующая на 2 точку:

(15)

Выбор знака в уравнении 14 и 15 определяется тем: являются ли действующие силы, силами отталкивания (знак + в 14; и – в 15), или силами притяжения.

Величина силы зависит от расстояния r:

Элементарная работа рассчитывается так:

(16)

Используя уравнение 11 найдем, что:

(17)

(19)

(20)

(18)

F^" из 19 – линию действия, которой постоянно проводит через неподвижную в данной системе отсчета точку, называется центральной силой.

Как следует из 16 и 15. Центральные силы являются потенциальными, т.е. потенциальные силы зависят от положения тела. И работа, совершаемая именно телом, не зависит от пути, определяется только начальным им конечным положением тела в пространстве.

Силы работы, которых зависят от пути, по которой точки тела переходят из одного положения в другое называются непотенциальными.

Итак, все действующие на точку слева материальных точек могут быть

разделены на потенциальные и непотенциальные.

Можно провести классификацию сил и по другому принципу, разделить их на внешние и внутренние силы.

Внутренние силы – силы, возникающие в результате взаимодействия материальных точек системы.

Внешние силы - силы происхождение, которых связанно с мат. объектами не входящими в рассматриваемую систему.

Рассмотрим систему, состоящую из т.α и т.β - на точки действуют внутренние силы. характеризует действует со стороны т.α на т.β. А сила характерезует действие т.β на т.α.

Введение между внутренними силами отличает введение нового постулата, который называется 3м законом Ньютона

Силы взаимодействия двух материальных точек: равны по величине, действуют по прямой, соединяющие эти точки в противоположном направлении.

Введем еще принцип не зависимости действия сил: сила, происхождение которой связанна с каким-либо источником, не зависит от сил, порожденных другими источниками.

Для всех материальных точек этот принцип позволяет написать связь между внутренними силами:

= (21)

Где (α,β=1….N, α ≠ β)

Неравенство α ≠ β в формуле 21 исключает действие точки самой н6а себя.

3й закон Ньютон математическая формулировка которого содержится в уравнении 21 позволяет перейти механике отдельной м.т. к механике системы точек.