← Все вопросы

Что такое сила трения и от чего она зависит?

Задан 12 месяцев назад1.3к просмотров3 ответа
10

Не пойму, почему по асфальту тяжело тащить ящик, а по льду легко. Что такое сила трения, от чего она зависит и как её посчитать?

3 ответа

12
✓ Принятый ответ — помог автору

Сила трения — это сила, которая мешает телам скользить друг по другу и направлена против движения.

Формула силы трения скольжения:

F_тр = μ·N

Где μ (мю) — коэффициент трения (зависит от материалов: лёд–сталь ~0.02, резина–асфальт ~0.7), N — сила нормального давления (на горизонтальной поверхности N = m·g).

От чего зависит:

  • от материалов поверхностей (через μ);
  • от силы прижатия N (тяжелее тело — больше трение).

От чего не зависит (частая ошибка!): от площади контакта и от скорости. Широкая и узкая подошва трутся одинаково при одинаковом весе.

Пример: ящик 10 кг на асфальте, μ = 0.5, g = 10. Тогда N = 10·10 = 100 Н, F_тр = 0.5·100 = 50 Н. Чтобы сдвинуть равномерно, нужна тяга 50 Н.

Бывает трение покоя (пока тело стоит, оно подстраивается под внешнюю силу до некоторого максимума), трение скольжения и трение качения (самое слабое — поэтому придумали колесо).

4

Про лёд и асфальт всё дело в коэффициенте μ. У льда он крошечный (~0.02–0.1), у асфальта большой (~0.6–0.8). При одном и том же весе ящика F_тр = μ·N на льду в десятки раз меньше. Поэтому по льду легко, а по асфальту — нет. И да, без трения вообще нельзя было бы ходить: нога просто проскальзывала бы назад.

0

Сила трения - сила, которая возникает при соприкосновении двух тел и препятствует их относительному движению. Она всегда направлена против направления движения (или попытки движения) и является проявлением электромагнитного взаимодействия между молекулами соприкасающихся поверхностей.

От чего зависит сила трения? Ответ зависит от того, о каком виде трения мы говорим. В школьной физике обычно рассматривают три случая.

  1. Трение скольжения (самый распространенный случай) Это когда одно тело скользит по поверхности другого (например, брусок по столу). Для него действует закон Амонтона-Кулона: Fтр = μ · N Где: Fтр — сила трения скольжения. μ (мю) — коэффициент трения (безразмерная величина, зависящая от материалов и состояния поверхностей).

N — сила реакции опоры (в большинстве случаев она равна весу тела, то есть N = mg). От чего зависит (для скольжения): От свойств соприкасающихся поверхностей (материал, шероховатость). Чем грубее поверхности, тем больше μ. От силы давления (веса тела). Чем тяжелее тело, тем сильнее оно прижимается к поверхности, и тем больше трение. От чего НЕ зависит (важно!): От площади соприкосновения. Если взять кирпич и поставить его плашмя или на ребро, сила трения будет одинаковой (при одинаковом весе). От скорости (в школьной физике эту зависимость не учитывают).

  1. Трение покоя Это сила, которая удерживает предмет на месте, пока вы пытаетесь его сдвинуть. Она растет вместе с вашим усилием до определенного предела.

Fтр.покоя ≤ μ₀ · N Она зависит от тех же факторов (материалы и вес), но коэффициент трения покоя (μ₀) обычно больше, чем коэффициент трения скольжения. Именно поэтому сдвинуть шкаф с места труднее, чем толкать его потом.

  1. Трение качения Это когда тело катится (колесо, шарик). Оно обычно в разы меньше трения скольжения. Fтр.кач = k · N / R Где k — коэффициент трения качения (имеет размерность длины), а R — радиус катящегося тела.

От чего зависит: От веса тела (N). От радиуса колеса (чем больше радиус, тем трение меньше). От твердости материалов (мягкая резина дает большее трение, чем стальное колесо).

Ваш ответ

Войдите, чтобы ответить на вопрос.