Механика изучает законы и свойства механического движения

Термех кинематика законы Ньютона

Диссипативные силы. Силы сухого и вязкого трения.

В природе существует достаточно много сил, действие которых приводит к потере (диссипации) механической энергии и превращению ее в другие формы (тепловую, электромагнитную и т.д.). В подавляющем большинстве случаев эти силы препятствуют движению тел. К диссипативным силам относятся: сила сухого трения (возникает при относительном движении соприкасающихся поверхностей твердых тел), сила вязкого трения (возникает при движении тела в жидкой или газообразной среде), сила радиационного трения (возникает при ускоренном движении электрически заряженных тел вследствие излучения ими электромагнитных волн).

При ответах на экзаменах учащиеся часто делают ошибочные утверждения о том, что действующая на тело сила сухого трения равна произведению коэффициента трения на величину силы реакции опоры или (что еще хуже) произведению коэффициента трения на величину силы тяжести. Для того, чтобы убедиться в ошибочности подобных утверждений достаточно представить себе тела, покоящееся на шероховатой горизонтальной поверхности. В рассматриваемом случае сила тяжести полностью компенсируется силой реакции опоры, в результате чего тело не приобретает никакого ускорения. Никакой горизонтально направленной силы трения при этом не существует (иначе компенсация сил нарушилась бы и тело начало бы двигаться с ускорением). Если к рассматриваемому телу приложить горизонтальную сдвигающую силу, то до тех пор, пока тело остается неподвижным, сила трения оказывается равной по величине и направленной противоположно этой силе (5.6). Компенсация сдвигающей силы силой сухого трения оказывается возможной вплоть до момента достижения обеими силами значения, равного произведению коэффициента трения на величину силы реакции опоры. При дальнейшем увеличении сдвигающей силы сила сухого трения перестает возрастать и остается практически постоянной. Компенсация сил нарушается, тело начинает двигаться с ускорением. Иногда действующую на неподвижное тело силу сухого трения называют трением покоя, а действующую на скользящее тело силу трения - трением скольжения. Т.о. до начала проскальзывания соприкасающихся поверхностей сила сухого трения принимает такое значение, что обеспечивает их относительную неподвижность. При наличии проскальзывания сила сухого трения остается равной произведению коэффициента сухого трения на величину силы реакции опоры (5.7).

Направление силы сухого трения всегда оказывается таким, что эта сила препятствует взаимному проскальзыванию соприкасающихся поверхностей. При этом утверждение о том, что силы сухого трения всегда препятствует движению тел является ошибочным: например, разгоняющийся автомобиль ускоряется из-за того, что на его колеса со стороны Земли действует сила, направленная вперед по направлению движения.

Сила вязкого трения направлена против скорости движения тела относительно жидкости или газа и зависит от скорости относительного движения по достаточно сложному закону. При малых скоростях движения эта сила с хорошей точностью является линейной функцией скорости (5.8). Именно наличие силы вязкого трения приводит к тому, что ускорение тел, падающих в вязкой среде, по мере увеличения их скорости постепенно уменьшается от величины g до нулевого значения.

[Image][Image]

(5.6)

Величина силы сухого трения F в зависимости от величины силы тяги f.

[Image][Image]

(5.7)

Сила сухого трения.

[Image][Image]

(5.8)

Сила вязкого трения в случае падения тела в вязкой среде.

смысл физических величин: координата, путь, перемещение, скорость мгновенная, средняя и угловая, ускорение полное, тангенциальное, нормальное и угловое, радиус кривизны траектории, масса, плотность, сила, давление, импульс, момент силы, момент импульса, механическое напряжение
Закон сохранения механической энергии