L02-Динамика, законы Ньютона, силы

оказываются

приблизительно пропорциональными

величине силы нормального давления, прижимающей

трущиеся поверхности друг к другу: FТр

i

t

= kFn

n

Это установили французские физики Амонтонalи

Кулон опытным путем.

de

i

Например, для кирпича и прижимающегося к другому

телу только

f

под действием веса, величина

on

максимальной силы трения (или силы трения

скольжения, взятой при одной и той же скорости) не

зависит от того на какой грани он лежит.

Безразмерный

C

пропорциональности k

коэффициент

y

называют коэффициентом трения (соответственно

pan

покоя или скольжения). Он зависит от природы и

состояния трущихся поверхностей.

Вязкое трение в отличие от сухого равно нулю в

отсутствие скорости тела.

Если

ограничиться

.рассмотрением сил трения между твердым телом и

вязкойm(жидкой или газообразной) средой, то следует

oиметь в виду, что, помимо сил трения, при движении

тел в такой среде возникают силы сопротивления,

Cсреды, которые могут быть гораздо значительнее, чем

При сравнительно небольших скоростях сила трения

скоростью: FТр

i

растет

линейно

со

t

= −k1v . При

больших

скоростях

зависимость

n

от скоростиal

F

= −k v2e

de

квадратичная Тр

2

v

i

f

on

C

§ 17. Силы тяжести и вес

y

pan

Под действием силы притяжения к Земле все тела

падают

с

одинаковым

относительно

поверхности

al

i

t

n

В случае их движения с некоторым ускорением w вес

i

G не будет

f

уяснить

на

равен mg. Это

можно

on

в виде

следующем примере. Пусть подвесde

укрепленной на рамке пружины движется, как слева

или справа на рис., вместе с телом с ускорением w .

Тогда уравнение движения тела будет иметь вид:

Р + Fr

y

= mw,

C

pan

где Fr — реакция подвеса, т. е. сила, с которой

пружина действует на тело.

По третьему закону Ньютона тело действует на

m

с

силой,

равной

- Fr,

которая

по

пружину

o

определению представляет собой вес тела G в этих

C

условиях. Заменив здесь реакцию Fr силой - G, а силу

подвес, равна нулю. Наступает состояние

невесомости.

al

i

§ 18. Практическое применение законов Ньютона

n

Рассмотрим лежащее на плоскости тело, кtкоторому

de

приложена горизонтальная сила F. Тело придет в

движение лишь тогда, когда приложенная сила F

будет больше силы трения скольжения Fтр , причем

Fтр = μF , i

f

где μ — коэффициент трения скольжения, зависящий

от свойств соприкасающихся поверхностей.

on

C

y

pan

Найдем значение коэффициента трения. Если тело

находитсяm

на наклонной плоскости с углом наклона α,

oто оно приходит в движение только когда

C

тангенциальная составляющая Ft силы тяжести mg

al

Трение играет большую роль в природе и технике.

Благодаря трению движется транспорт, удерживается

t

забитый в стену гвоздь и т. д. В некоторыхiслучаях

n

силы трения оказывают вредное действие и поэтому

de

их надо уменьшать. Для этого на трущиеся

поверхности

наносят

смазку

(сила

трения

f

уменьшается примерно в 10 раз), которая заполняет

неровности

между трущимисяiповерхностями и

on

располагается тонким слоем между ними так, что

поверхности как бы перестают касаться друг друга, а

скользят относительно друг друга отдельные слои

жидкости. Таким образом, внешнее трение твердых

y

тел заменяется значительноC

меньшим внутренним

pan

трением жидкости.

Радикальным способом уменьшения силы трения

является замена трения скольжения трением качения

m

(замена осей скольжения на шариковые и роликовые

подшипники). Коэффициент трения качения в десятки

o

C

раз меньше коэффициента трения скольжения.