Билет № 5. Сила упругости. Объяснение устройства и принципа действия динамометра. Сила трения. Трение в природе и технике.

Сила, возникающая в теле в результате его деформации, стремящаяся вернуть тело в исходное положение, называется, силой упругости. Обозначается F_упр.

Деформация –это изменение формы или размеров тела. Деформация бывает упругая и пластическая. При упругой деформации, после прекращения действия силы, тело возвращается форму или размеры.

При малых упругих деформациях выполняется закон Гука: , где удлинение (измеряется в м), k – жесткость тела (измеряется в Н/м), которая зависит от материала, формы и размеров тела.

Для измерения силы используется прибор - динамометр.
Основная часть динамометра — стальная пружина, которой придают разную форму в зависимости от назначения прибора. Устройство простейшего динамометра основано на сравнении любой силы с силой упругости пружины.

Динамометр показывает величину силы упругости, действующей на

пружину, однако, если тело покоится или равномерно прямолинейно

движется, приложенная сила равна силе упругости.

Например, = - (рис.).

При соприкосновении одного тела с другим возникает взаимодействие, препятствующее их относительному движению, которое называют трением. А силу, характеризующую это взаимодействие

направления движения, вдоль поверхности соприкосновения. Бывает трение покоя, трение скольжения и трение качения.

1. Сила трения покоя. Возникает в случае, если тела покоятся относительно друг друга.

F Приложенная сила в этом случае равна по модулю силе трения покоя.

F_тр Максимальное значение силы трения покоя равно силе трения скольжения.

Без трения покоя ни люди, ни животные не могли бы ходить по земле, т.к. при ходьбе мы отталкиваемся ногами от земли. Не будь трения, предметы выскальзывали бы из рук. Сила трения останавливает автомобиль при торможении, но без трения покоя он не смог бы и начать движение.

2. Сила трения скольжения. Возникает при скольжении одного тела по поверхности другого. υ Силу трения скольжения можно рассчитать по формуле: , или с

F_тр учетом 3 закона Ньютона, так как сила реакции опоры равна весу тела:

где μ – коэффициент трения скольжения, зависит от рода соприкасающихся поверхностей и качества их обработки, не имеет единиц измерения.

3. Сила трения качения. Возникает при вращательном движении тела по поверхности другого. υ Сила трения качения всегда много меньше трения скольжения.

Чтобы уменьшить трение используют подшипники для замены

F_тр трения скольжения на трение качения.

Во многих случаях трение вредно и с ним приходится бороться. Для уменьшения трения соприкасающиеся поверхности делают гладкими, а между ними вводят смазку.

Иногда трение полезно, тогда трение увеличивают, увеличивая шероховатость поверхностей, например, используя песок при гололеде; делая рельефную подошву на зимней обуви.