Rezistența de frecare statică (forța de rezistență)

1. Declarația a problemei.

Marele artist italian și om de știință Leonardo da Vinci a făcut experimente, care a surprins discipolii săi, el a târât pe podea, apoi alai frânghie strâmt, aceeași frânghie în lungime completă.

El a fost capabil să se stabilească faptul că „fiecare corp greu este depășită de greutatea rezistenta la frecare egală cu a patra parte din această greutate.“

La lecția am verificat această afirmație (datele prezentate mai jos). În plus, am găsit o „pată albă“ în prezentarea materialului în manual. În fiecare experiment, dinamometru de mână „strecurat înainte“, la începutul mișcării, găsind forța maximă de rezistență mai mare decât forța de frecare. De ce se întâmplă acest lucru? Care este natura acestei „exces“? Am decis să se ocupe de această problemă.

2. Întrebări generale despre frecare.

Orice mișcare a corpurilor din jurul nostru este însoțită de o rezistență. Chiar mai mult - rezistența necesară pentru a porni mișcarea și viteza de schimbare. De exemplu: opri masina, al cărui conducător auto oprit motorul; Se oprește după mai multe oscilații cu pendul; încet în borcanul cu ulei aruncat o minge de metal mic; șterse tălpi de pantofi și mașini pentru anvelope; piese de uzura mecanisme de frecare. Toate acestea și mult mai mult datorită acțiunii forțelor de rezistență.

fizician franceză Guillaume a scris: „Noi toți sa întâmplat să meargă în condiții de îngheț; cât de mult efort ne-a luat pentru a păstra de la care se încadrează, cat de amuzant a trebuit să facem mișcările de a rezista! Ea ne obligă să admitem că, de obicei, terenul pe care am mers pe jos, are proprietăți prețioase pe care le păstrăm echilibrul fără efort. Același gând apare în noi atunci când suntem cu bicicleta pe trotuar alunecos sau când calul alunecă și cade pe asfalt. Prin studierea acestor fenomene, am ajuns la deschiderea consecințelor care rezultă din frecare. Inginerii se străduiesc să-l elimine pe cât posibil, în mașină - și bine făcut. In mecanica aplicata de frecare este descris ca fenomen extrem de nedorit, și pe bună dreptate - dar numai într-o anumită zonă îngustă. În toate celelalte cazuri, ar trebui să fim recunoscători frecării: ne oferă capacitatea de a merge, stai și să lucreze fără teama de cărți și cerneala va cădea pe podea, că masa va aluneca până când sunt odihnit în colț, iar pen-ul de la alunecarea din degete ".

Suprafața corpului solid are neregularități. Chiar și metalul bine lustruit în microscopul electronic se poate vedea „lovituri“ și „gol“. Atunci când organismele de comprimare de contact are loc numai la cel mai înalt domeniu și zona reală de contact este semnificativ mai mică decât suprafața totală a suprafețelor în contact. Presiunea în zonele de contact pot fi foarte mari, se produce o deformare. Astfel de contact crește aria și presiunea scade. Aceasta se continuă până când presiunea atinge o anumită valoare la care deformarea ulterioară încetează. Prin urmare, zona de real de contact este proporțională cu forța de compresie.

În locul contactului sunt forța elastică, care rezultă din deformare „lovituri“. Aceste forțe sunt îndreptate împotriva mișcării, și că acestea împiedică mișcarea corpului. Prin acest punct de vedere rezultatele într-un experiment de gândire într-o navă spațială. În imponderabilitate, orice organism poate fi ridicat film, și anume forțele de rezistență pentru a pune obiecte nemișcate nu sunt acolo (efectul forțelor electromagnetice de atractie este aproape zero). forțelor de rezistență apar în cazul în care organismul pentru a exercita o anumită forță. Ca urmare a unor astfel de acțiuni, iar suprafața corpului deformat - apar forță de rezistență (natura lor - forța electromagnetică de respingere). astfel forța de atracție asupra mecanismelor de rezistență au, practic, nici un efect. Acestea afectează integritatea corpului. Evident, atunci când măcinarea moleculară poate realiza conexiunea completă a celor două părți împreună. Această frecare nu este relevantă, aceasta este mai mult o chestiune pentru studiul rezistenței materialelor. Situația este similară cu plastilină. Două piese cu o conexiune slabă deformat, dar ele pot fi împărțite din nou. Și dacă apăsați mai tare, cele două piese devin una. Acest model de forțe de rezistență, aparent, aproape de situația reală din metale.

Inițial, scopul nostru a fost de a determina forțele de frecare. Instalația următoare a fost asamblat pentru experimentul nostru.

Experiența noastră a confirmat declarația de Leonardo da Vinci că „fiecare corp greu este depășită greutatea rezistența la frecare egală cu a patra parte din această greutate.“

Forța de frecare nu depinde numai de proprietățile suprafețelor și a forțelor de presiune, dar, de asemenea, a vitezei.

4. Forța de frecare statică (forța de rezistență).

O forță care contracarează trecerea inițială a obiectului, numit forța de frecare statică. Deși grafic numit forța de rezistență. De exemplu, încercarea mea de a muta un munte previne forța de rezistență. Și încercați să spun că vă mutați un munte previne forța de frecare statică? Cred că va suna ridicol. După ce toate gazele spun corect - rezistenta la gaze. Cu toate acestea, pentru a lăsa problema terminologiei ...

Aceasta este forța de rezistență este o condiție necesară pentru schimbarea vitezei a corpului, de exemplu, pentru a începe mișcarea sau pentru începutul frânării. E ca aerul pentru respiratie (o condiție necesară, dar nu suficientă). În timpul mișcării ne împinge pe Pământ, și ne împinge.

În cazul în care forța aplicată nu este suficient de mare, puterea balanței sale de rezistență. În continuare, forța de rezistență atinge maximul, iar organismul începe să se miște, care este,

Rezistența F max.> F tr. alunecare.

Am decis să aflăm valoarea acestui „exces“: rezistență max F = F. - F ck. alunecare.

Sa presupus că această valoare crește proporțional cu forța gravitației ca forța de frecare de alunecare. Rezultatul a fost diferit.

De ce se întâmplă acest lucru? Tutoriale, și indică dacă o relație, nu explica. Am decis să aflăm cât de dependentă de forța maximă a rezistenței împotriva forței de gravitație. Ne-am așteptat pentru a obține un program de drept, dar a fost o ramură a parabolei, care se află la o anumită gravitate merge în sus dramatic. Versiunea noastra: greutate mai mult, cu atât mai mult este „înec“ în tabel. La scufundare mică, este încă posibil de a trage afară, iar apoi el se va deplasa sub influența unei forțe mai mici, deoarece inerția nu permite să-l din nou „înece“. Corpul va aluneca fara scufunda, ca persoana care se deplasează pe schiuri de apă în spatele o barcă.

Cu profundă „imersiune“ nici o forță orizontală poate trage corpul. Și acest lucru nu este de frecare și aderența. Analogia cu grapa ajutat să înțeleagă această întrebare.

În cazul în care grapa pentru a pune mărfurile, este complet cufundat în pământ și trageți-l orizontal. extragerea la sol la o adâncime mai mare, acesta va fi pur și simplu imposibil. Și, se pare, va merge, nu despre frecare și rezistența materialelor (sistem de grapă-sol, ca un singur corp).

Să ne amintim designer de copii.

Piese de ambreiaj de designer cum ar fi cuie cu ciocanul și forța orizontală nu se poate rupe conexiunea fără a rupe piese de designer.

Plimbare cu picioarele goale pe nisip umed, și veți vedea că piesele - aceasta este una dintre designer și picioarele noastre - o alta. Protectorii au nevoie pentru a crea o legătură mecanică, adică, pentru a crește puterea de rezistență. Termenul „forță de rezistență“ cuprinzător. Frecare - un concept care este valabil numai pentru suprafețe relativ netede și este situată între cuplaj mecanic și forțele electromagnetice de atracție care dețin corp. Suntem obișnuiți să lucreze cu extreme de simplificări: material plastic și deformare elastică, complet corpul absolut negru și o imagine în oglindă a gazului ideal. Frecare - un fel de semiconductoare, ocupă o nișă de mijloc, dar extrem de important. Ce valori ar trebui să fie umflaturi si adanciturile, pentru a vorbi despre frecare, mai degrabă decât aderență mecanică? Poate de aceea astfel de rezultate diferite obținute oameni de știință celebri care au studiat frecarea?

Întrebarea pentru munca suplimentară: ce forță trebuie aplicată asupra corpului poate fi ridicată de pe suprafața orizontală? Pe de o parte, ar acționa forța gravitațională și atracția electromagnetică, iar pe de cealaltă parte a forței aplicate împotriva forței de gravitație. Așa aflăm gravitația cât de importantă. Sau pot fi neglijate (în probleme specifice) și se lasă pentru examinare numai forța de respingere, așa cum se debaraseze din luarea în considerare în studierea interacțiunii moleculelor unui gaz ideal. Toate designul meu pot fi găsite pe site-ul școlii zabalkin.narod.ru