Трэнне - гэта адно з самых галоўных паняццяў дынамікі. Што вы ведаеце пра яго?

Яшчэ ў школьныя гады, у сёмым ці восьмым класе, кожны чалавек знаёміцца з новым паняццем дынамічнай фізікі, - трэннем. Аднак многія, пасталеўшы, забываюць, што такое трэнне і якім чынам дзейнічае гэтая сіла. Давайце паспрабуем разабрацца ў гэтай тэме.

азначэнне паняцця

Трэнне - гэта з'ява, якое заключае ў сабе наступны сэнс: калі два целы датыкаюцца адзін з адным, на месцы іх кантакту утворыцца асаблівы ўзаемадзеянне, якое перашкаджае целаў працягваць рух адносна адзін аднаго. Ясна, што можна падлічыць значэнне ўзаемадзеяння гэтых тэл. Сіла трэння якраз-такі і адрозьнівае гэтую ўзаемадзеянне колькасна. Калі трэнне адбываецца паміж цвёрдымі целамі (напрыклад, узаемадзеянне кнігі з кніжнай паліцай або яблыка са сталом), то такое ўзаемадзеянне называецца сухім трэннем.

Варта разумець, што трэнне - гэта сіла, якая мае электрамагнітную прыроду. Гэта азначае, што прычынай ўзнікнення дадзенай сілы з'яўляецца ўзаемадзеянне паміж часціцамі, з якіх складаецца тое ці іншае цела.

Якім бывае трэнне?

Дзякуючы разнастайнасці існуючых у нашым свеце прадметаў можна вызначыць, што кожны з іх мае сваю структуру і валодае індывідуальнымі ўласцівасцямі. Гэта азначае, што і ўзаемадзеянне паміж рознымі прадметамі будзе адрознівацца. Для правільнага разумення сутнасці і пісьменнага вырашэння многіх задач у фізіцы прынята ўмоўна падзяляць тры выгляду трэння. Такім чынам, разбяром кожны паасобку:

• Першае трэнне - гэта трэнне спакою, якое ўзнікае пры адсутнасці адноснага перамяшчэння двух тэл. Мы можам назіраць яго прыклады паўсюль, бо сіла, якая ўзнікае пры гэтым трэнні, утрымлівае прадметы ў раўнавазе. Напрыклад, тавары на якая рухаецца стужцы транспарцёра, убіты ў сцяну цвік або чалавек, які стаіць на падлозе.
• Трэнне слізгацення - гэта ўмоўна другое трэнне. Значэнне слізгацення вызначаецца такім чынам: калі да цела, які знаходзіцца ў раўнавазе, прыкладваюць сілу, якая больш, чым сіла трэння спакою, пачынае дзейнічаць сіла трэння слізгання, і цела зрушваецца з месца.
• І нарэшце, трэнне качэння, якое тлумачыць ўзаемадзеянне двух целаў, адно з якіх перакочваецца па паверхні іншага. Розніца ў трэнні качэння і слізгацення тлумачыцца тым, што пры любым руху плошчы цела ссоўваюцца па даўжыні паверхні судакранання, і замест разарваных межмолекулярных сувязяў ўтвараюцца новыя. А ў выпадку калі кола коціцца без праслізгвання, малекулярныя сувязі пры ўздыме участкаў колы разрываюцца значна хутчэй, чым пры слізгаценні. Атрымліваецца, што сіла трэння качэння менш сілы слізгацення.

Дзе і як можна выкарыстоўваць трэнне?

Трэнне - гэта незаменнае з'ява, без якога мы б не змаглі рабіць элементарныя рэчы: хадзіць, сядзець або жа проста трымаць прадметы ў руках. Таму не варта недаацэньваць значэнне трэння. Як казаў французскі фізік Гільём: "Не будзь трэння, наша Зямля была б без адзінай шурпатасці, яна была б падобная вадкай кроплі".

Мабыць, лепшы прыклад, які найбольш дакладна характарызуе трэнне, - гэта праца колы. Яшчэ ў старажытнасці было заўважана, што сілы трэння качэння значна менш сіл трэння слізгання. Менавіта неаспрэчная карысць трэння качэння паслужыла прычынай таго, што людзі сталі падкладаць бервяна або каткі для перамяшчэння цяжкіх і габарытных грузаў. З цягам часу людзі ўдасканальвалі веды пра дзіўныя ўласцівасці трэння качэння, назіралі за рухам прадметаў пад уздзеяннем сіл трэння і, нарэшце, вынайшлі кола! У сучасным свеце немагчыма ўявіць жыцця без гэтых незаменных дэталяў, бо колы - гэта другія "рухавікі" любога транспарту!

Як вылічыць значэнне сілы трэння?

Як і любая іншая сіла, сіла трэння валодае цэлалікавымі значэннямі. Для таго каб сапраўды вызначыць, колькі сілы спатрэбіцца для перамяшчэння або іншых відаў работ, неабходна падлічыць сілу трэння спакою. Гэтым звычайна займаюцца інжынеры, калі, напрыклад, будуюць заводы ці ж вынаходзяць новыя прылады. Аднак нават звычайныя школьнікі сутыкаюцца з пэўнымі задачамі, дзе патрабуецца вылічыць сілу трэння. Такім чынам, каб падлічыць яго значэнне, трэба проста скарыстацца нескладанай формулай: F _трэння = K * N, дзе k - гэта каэфіцыент трэння. Значэнне ўсіх каэфіцыентаў залежыць заўсёды ад паверхні прадмета, па якім рухаецца або з якім узаемадзейнічае цела. "N" у нашай формуле азначае сілу рэакцыі апоры на цела. Яна залежыць у першую чаргу ад масы цела, якое датыкаецца з паверхняй апоры.

Вылічаем значэнне сілы ў задачы

Дапусцім, цела масай m = 3 кг знаходзіцца на гарызантальнай дошцы. Каэфіцыент трэння паміж драўлянай дошкай і целам роўны 0,3. Як жа знайсці значэнне сілы трэння? Вельмі проста, усяго-то трэба падставіць нашы значэння ў формулу. Толькі трэба ўлічыць, што N ў дадзеным выпадку роўны вазе цела (па 3-му закону Ньютана). Такім чынам, шуканая сіла роўная (m * g) * k = (3 кг * 10 м / с ²⁾ * 0,3 = 9 H.