Закон гука сила трения

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:

Fтр ≈ Fтр.макс = N.

Максимальное Fтр.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. где k — коэффициент упругости или жесткости.

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 Силы трения скольжения. Сила упругости. Закон Гука.

Сила сопротивления, возникающая при перемещении одного тела относительно другого, называется силой трения.

F – сила трения покоя, если внешняя сила недостаточна для относительного перемещения тел.

F – сила трения скольжения, если под действием силы происходит относительное перемещение тел.

F – сила трения качения, если одно тело катится по поверхности другого.

F=μ·N, где N – сила давления, μ – коэффициент трения скольжения.

Коэффициент трения скольжения зависит: от площади соприкосновения трущихся поверхностей (медленно возрастает с её увеличением); от скорости относительного движения поверхностей (может, как возрастать, так и убывать с ростом скорости в зависимости от материала поверхностей).

Силу трения скольжения можно уменьшить во много раз с помощью смазки – чаще всего тонкого слоя жидкости (обычно того или иного сорта минерального масла) между трущимися поверхностями.

Сила, возникающая при деформации тела и направленная в сторону, противоположную смещению частиц тела при деформации.

Деформация – это изменение формы или объёма тела.

Типы деформаций: растяжение (сжатие), сдвиг, изгиб, кручение.

Упругая деформация – исчезает после прекращения действия внешних сил.

Пластические – не исчезают после прекращения действия внешних сил.

Закон Гука: Сила упругости прямо пропорциональна удлинению тела и направлена в сторону, противоположную направлению перемещений частиц тела при деформации. F=k·|Δℓ|, где k – коэффициент жёсткости, Δℓ — удлинение тела. При проекции на ось Х закон Гука принимает вид: F= — kx, где x=Δℓ — удлинение тела (x>0 при деформации растяжения, x<0 при деформации сжатия).

Жёсткость тела зависит от формы и размеров тела и от материала, из которого оно изготовлено. Единица измерения .

Закон Гука применяется только для упругих деформаций.

Билет № 7

Работа. Механическая энергия. Кинетическая и потенциальная энер­гия. Закон сохранения механической энергии.

Работой A постоянной силы F называется физическая величина, равная произведению модулей сил и перемещения, умноженному на косинус угла α между векторами силы F и перемещения s: A=Fscosα.

Работа положительна, если угол α между векторами силы F и вектором перемещения меньше 90°. При значениях угла 90°<α≤ 180° работа силы отрицательна. Если вектор F перпендикулярен вектору перемещения s, то косинус угла α равен нулю и работа силы F равна нулю. Единица работы в СИ называется джоулем.

Энергия – это величина, характеризующая способность тела совершать работу. В механике различают кинетическуюи потенциальную энергию.

Движущее тело обладает кинетической энергией. Эта энергия равна работе, которую надо совершить, чтобы увеличить скорость тела от нуля до значения υ. Кинетической энергиейназывается величина, равная половине произведения массы на квадрат скорости тела. Ек = mυ²/2.

Потенциальная энергия – это энергия, обусловленная взаимодействием различных тел или частей одного и того же тела. Она зависит от взаимного расположения тел или величины упругой деформации тела. Ер = mgh. Потенциальная энергия – это энергия взаимодействия тел.

Потенциальная энергия поднятого над Землёй тела – это энергия взаимодействия тела и Земли гравитационными силами. Потенциальная энергия упруго деформированного тела – это энергия взаимодействия отдельных частей тела между собой силами упругости.

В замкнутой системе тел положительная работа внутренних сил увеличивает кинетическую энергию и уменьшает потенциальную. Отрицательная работа, напротив, увеличивает потенциальную энергию и уменьшает кинетическую. Именно благодаря этому выполняется закон сохранения энергии: В замкнутой системе, в которой действуют консервативные силы, механическая энергия сохраняется.

Е = Ек + Ер = const.

Это понятие было введено в 1847 г. 26-летним немецким учёным Гельмгольцем. Что происходит с полной механической энергией по мере движения тела? Рассмотрим простое явление. Бросим вертикально вверх мяч. Придав мячу скорость, мы тем самым сообщим ему некоторую кинетическую энергию. По мере движения мяча вверх его движение будет замедляться притяжением Земли и скорость, а вместе с ней и кинетическая энергия мяча будет становиться всё меньше и меньше. Потенциальная же энергия мяча вместе с высотой будет при этом возрастать. В высшей точке траектории (на максимальной высоте) потенциальная энергия мяча достигнет наибольшего значения, а кинетическая энергия окажется равной нулю. После этого мяч начнёт падать вниз, постепенно набирая скорость. Кинетическая энергия при этом начнёт увеличиваться, а потенциальная энергия (из-за уменьшения высоты) – убывать. В момент удара о землю кинетическая энергия мяча достигнет максимального значения, а потенциальная обратится в нуль.

Итак, когда кинетическая энергия тела уменьшается, потенциальная возрастает, и наоборот, когда кинетическая энергия тела увеличивается, его потенциальная энергия убывает. Изучение свободного падения тела (в отсутствие сопротивления воздуха) показывает, что всякое уменьшение одного из видов энергии сопровождается равным увеличением другого вида энергии. Полная же механическая энергия тела при этом сохраняется. В этом состоит закон сохранения механической энергии: ПОЛНАЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ ТЕЛА, НА КОТОРОЕ НЕ ДЕЙСТВУЮТ СИЛЫ ТРЕНИЯ И СОПРОТИВЛЕНИЯ, В ПРОЦЕССЕ ЕГО ДВИЖЕНИЯ ОСТАЁТСЯ НЕИЗМЕННОЙ.

Билет8

Дата добавления: 2016-06-05; просмотров: 3231;

Сегодня на уроке: Сила упругости. Закон Гука. Вес тела

  • 7 класс
    • Глава 1. Введение
      • Что изучает физика?
      • Физические явления. Некоторые физические величины.
      • Наблюдения, опыты, измерееия. Погрешность измерений
      • Физика и техника
    • Глава 2. Первоначальные сведенья о строении вещества
      • Строение вещества. Молекулы
      • Диффузия в газах, жидкостях, твердых телах
      • Взаимодействие молекул
      • Агрегатные состояния вещества. Различие в молекулярном строении
    • Глава 3. Взаимодействие тел
      • Механическое движение
      • Равномерное и неравномерное движение
      • Расчет пути и времени движения
      • Инерция. Взаимодействие тел. Масса
      • Плотность вещества
      • Расчет массы, объема тела по его плотности
      • Сила. Явление тяготения. Сила тяжести.
      • Сила упругости. Закон Гука. Вес тела
      • Единицы силы. Связь между силой тяжести и массой тела. Динамометр
      • Сложение двух сил. Равнодействующая сил
      • Сила трения
      • Трение покоя
      • Трение в природе и технике
    • Глава 4. Давление твердых тел, жидкостей и газов
      • Давление. Единицы давления
      • Способы уменьшения и увеличения давления
      • Передача давления жидкостями и газами. Закон Паскаля
      • Давление в жидкости и газе
      • Расчет давления на дно и стенки сосуда
      • Сообщающиеся сосуды
      • Вес воздуха. Атмосферное давление
      • Измерение атмосферного давлени. Опыт Торричелли
      • Барометр-анероид. Атмосферное давление на разных высотах
      • Манометры
      • Поршневой жидкостный насос
      • Гидравлический пресс
      • Действие жидкости и газа на погруженное тело
      • Архимедова сила
      • Плавание тел. Плавание судов
      • Воздухоплавание
    • Глава 5. Работа и мощность. Энергия
      • Механическая работа
      • Мощность
      • Простые механизмы. Рычаг
      • Момент силы
      • Рычаги в технике и быту
      • Золотое правило механики
      • Решение задач на простые механизмы
      • Коэффициент полезного действия механизмов
      • Решение задач на работу и мощность
      • Энергия. Потенциальная и кинетическая энергия
      • Превращение одного вида механической энергии в другой
  • 8 класс
    • Глава 1. Тепловые явления
      • Тепловое движение. Внутреняя энергия
      • Виды теплопередачи
      • Применения теплопередачи в природе и технике
      • Количество теплоты. Удельная теплоемкость
      • Уравнение теплового баланса
      • Решение задач на тепловой баланс
      • Энергия топлива. Теплота сгорания топлива
      • Закон сохранения энергии в механических и тепловых процессах
      • Решение задач на сохранение энергии
    • Глава 2. Изменения агрегатных состояний вещества
      • Плавление и кристаллизация твердых тел
      • График плавления и отвердевания кристаллических тел
      • Решение задач на плавление и отвердевание
      • Испарение и конденсация
      • Кипение
      • Решение задач на испарение и конденсацию
      • Влажность воздуха
      • Объяснение изменения агрегатных состояний вещества
      • Принцип действия тепловой машины
      • Двигатель внутреннего сгорания, паровая турбина
      • Коэффициент полезного действия тепловых двигателей
    • Глава 3. Электрические явления
      • Электризация тел. Два рода заряда
      • Электроскоп
      • Делимость электронного заряда. Электрон
      • Строение атомов
      • Объяснение электризации тел на основе электронных представлений
      • Электрический ток
      • Электрическая цепь
      • Действие тока. Сила тока
      • Электрическое напряжение
      • Решение задач на напряжение и силу тока
      • Электрическое сопротивление. Удельное сопротивление
      • Закон Ома для участка цепи
      • Решение задач на Закон Ома
      • Реостаты
      • Последовательное соединенение проводников
      • Параллельное соединение проводников
      • Смешанное соединение проводников
      • Решение задач на соединение проводников
      • Работа и мощность электрического тока
      • Количество теплоты, выделяемое проводником с током
    • Глава 4. Электромагнитные явления
      • Магнитное поле тока
      • Электромагниты и их применение. Постоянные магниты
      • Магнитное поле Земли
      • Действие магинтного поля на проводник с током
      • Решение задач на магнитное поле
    • Глава 5. Световые явления
      • Источники света. Прямолинейное распространение света
      • Отражение света
      • Преломление света
      • Линзы
      • Построение изображений с помощью линз
      • Оптические приборы
  • 9 класс
    • Глава 1. Законы взаимодействия и движения тел
      • Материальная точка. Системы отсчета
      • Перемещение
      • Определение координаты движущегося тела
      • Прямолинейное равномерное движение. Скорость и перемещение при прямолинейном движении
      • Прямолинейное равноускоренное движение. Ускорение. Скорость при ускоренном движении
      • Перемещение при ускоренном движении. Перемещение при ускоренном движении без начальной скорости
      • Решение задач на нахождение кинематических величин
      • Относительность движения
      • Инерциальные системы отсчёта. Первый закон Ньютона
      • Второй закон Ньютона
      • Третий закон Ньютона
      • Решение задач с использованием законов Ньютона
      • Свободное падение тел. Движение тела брошенного вертикально вверх
      • Закон всемирного тяготения
      • Ускорение свободного падения на Земле и других небесных телах
      • Прямолинейное и криволинейное движение. Равномерное движение по окружности. Искусственные спутники Земли
      • Импульс тела. Закон сохранение импульса
      • Реактивное движение. Ракеты
      • Механическая работа и мощность
      • Кинетическая энергия и потенциальная энергия
      • Закон сохранения полной механической энергии тела
    • Глава 2. Механические колебания и волны. Звук
      • Колебательные движения. Маятники
      • Превращение энергии при колебательном движении
      • Распространение колебаний в среде. Продольные и поперечные волны
      • Длина волны. Скорость распространения волн
      • Источники звука. Звуковые колебания. Решение задач
      • Высота и тембр звука. Громкость звука
      • Распространение звука
      • Звуковые волны. Скорость звука
      • Отражение звука. Эхо
    • Глава 3. Электромагнитное поле
      • Магнитное поле и его графическое изображение
      • Направление тока и направление линий его магнитного тока
      • Обнаружение магнитного поля. Правило левой руки
      • Индукция магнитного тока
      • Магнитный поток. Явление электромагнитной индукции
      • Получение и передача переменного электрического тока. Трансформатор
      • Электромагнитное поле
      • Электромагнитные волны
      • Конденсатор. Колебательный контур
      • Принцип радиосвязи и телевиденья
      • Электромагнитная природа света
      • Преломление света. Показатель преломления
      • Дисперсия света. Цвета тел
      • Типы оптических спектров
      • Поглощение и испускание света атомами
    • Глава 4. Строение атома и атомного ядра. Использование энергии атомных ядер
      • Радиоактивность. Модели атомов
      • Радиоактивные превращения
      • Экспериментальные методы регистрации частиц
      • Открытие протона и нейтрона. Состав атомного ядра
      • Ядерные силы. Энергия связи. Дефект масс
      • Деление ядер урана. Цепная реакция
      • Ядерный реактор. Использование ядерной энергии
      • Атомная энергия. Биологическое действие радиации
      • Термоядерная реакция
  • ГИА
  • Категории
  • Категория 1(0)
  • Категория 2(0)
  • Категория 3(0)
  • Категория 4(0)

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *