Презентация на тему Трение физика

с учетом адгезии
От чего зависит сила трения?
Трение

в механизмах и машинах
Интересные факты

Содержание

  итальянскому ученому и художнику  Леонардо да Винчи (15 век):
 сила

трения, возникающая при контакте тела поверхностью другого тела, пропорциональна  силе прижатия, направлена против направления движения и не зависит от площади контакта соприкасающихся поверхностей.

относительном движении (смещении) либо при движении твёрдого тела в

газообразной или жидкой среде. По-другому называется фрикционным взаимодействием (англ. friction). Изучением процессов трения занимается раздел физики, который называется механикой фрикционного взаимодействия, или трибологией (tribology).

трения, возникающие при их взаимодействии, можно подразделить на:

1Трение скольжения

— сила, возникающая при поступательном перемещении одного из контактирущих/взаимодействущих тел относительно другого и действующая на это тело в направлении, противоположном направлению скольжения;

Виды сил трения

качении одного из двух контактирущих/взаимодействущих тел относительно другого и

противодействующий вращению движущегося тела;

наличии сил, стремящихся осуществить такое движение, в ряде ситуаций

возникает

трение покоя — сила, возникающая между двумя контактирующими телами и препятствующая возникновению относительного движения. Эту силу необходимо преодолеть для того, чтобы привести два контактирующих тела в движение друг относительно друга. Она действует в направлении, противоположном направлению возможного движения.

взаимодействующие твёрдые тела не разделены никакими дополнительными слоями/смазками —

очень редко встречающийся на практике случай. Характерная отличительная черта сухого трения — наличие значительной силы трения покоя.

жидкостное (вязкое), при взаимодействии тел, разделённых слоем твёрдого тела (порошком графита), жидкости или газа (смазки) различной толщины — как правило, встречается при трении качения, когда твёрдые тела погружены в жидкость.

Смешанное, когда область контакта содержит участки сухого и жидкостного трения;

Граничное, когда в области контакта могут содержатся слои и участки различной природы (окисные плёнки, жидкость и т. д.) — наиболее распространённый случай при трении скольжения.

с законом Кулона!

Основной характеристикой трения является коэффициент трения

μ, который определяется материалами, из которых изготовлены поверхности взаимодействующих тел: сила трения F и нормальная нагрузка Nnormal связаны неравенством

обращающимся в равенство только при наличии относительного движения. Это соотношение называется законом Амонтона-Кулона.

значение коэффициента трения μ не превышает 1 и находится

в диапазоне 0,1 — 0,5. Если коэффициент трения превышает 1 (μ > 1), это означает, что между контактирующими телами имеется сила адгезии Nadhesion и формула расчета коэффициента трения меняется на

.

.

(ДВС, автомобили, зубчатые шестерни и пр.) для уменьшения силы

трения используются различные натуральные и синтетические масла и смазки.
В современных механизмах для этой цели используется также напыление покрытий (тонких плёнок) на детали. С миниатюризацией механизмов и созданием микроэлектромеханических систем (МЭМС) и нано-электро-механических-систем (НЭМС) величина трения по сравнению с действующими в механизме силами увеличивается и становится весьма значительной

, и при этом не может быть уменьшена с помощью обычных смазок, что вызывает значительный теоретический и практический интерес инженеров и учёных к данной области. Для решения проблемы трения создаются новые методы его снижения в рамках трибологии и науки о поверхности (англ.).

,

книга, лежащая на столе, чем сильнее она прижимается к

столу, тем труднее её сдвинуть.
Сила трения зависит от силы давления тела на поверхность.

гладко отполированному столу легче, чем по шершавому. Поэтому сила

трения покоя зависит также и от материала соприкасающихся поверхностей. Санки, полозья которых обиты железом, сдвинуть легче, чем санки с необитыми полозьями: трение железа о снег меньше, чем трение дерева о снег.

трение покоя между подошвами ботинок и деревянным полом больше,

чем между теми же подошвами и каменными плитами, и ноги меньше скользят. При одном и том же давлении между соприкасающимися поверхностями трение покоя будет разным для разных пар материалов.

по дереву он равен 1/2. Значит, для того чтобы сдвинуть

на деревянном столе стальную плитку весом в 2 килограмма, нужно потянуть её с силой в 1 килограмм. Коэффициент трения стали по льду равен 0,027. Чтобы сдвинуть ту же плитку по гладкому льду, требуется всего 54 грамма. Зная коэффициенты трения и пользуясь формулой Fтр =  kN , инженеры могут заранее рассчитать силу тяги, необходимую для приведения в движение различных механизмов и машин.

тело жировой смазке, которая  значительно  уменьшает трение о воду.
истории трение

качения “победило” трение скольжения, человечество изобрело колесный транспорт. Но замена санок колесами еще не была полной победой над трением – ведь колесо насажено на ось.

любой из них что-нибудь обязательно вращается. И везде есть

неразлучная пара – ось и её подпорка – подшипник. ___ В 19 веке на улицах можно было встретить забавный транспорт! Человек, ехавший на таком велосипеде - самокате, двигался, отталкиваясь ногами!

на обращенных друг к другу поверхностях выточенные канавки. Между

обойм  находятся стальные шарики. При кручении подшипника шарики катятся по канавкам в обоймах. Чем лучше отполированы поверхности дорожек и шариков, тем меньше трение. Чтобы шарики не сбегались в одну кучу, их разделяет сепаратор. Сепараторы обычно делаются пластиковые, стальные или бронзовые.

человек вынужден его всячески уменьшать. Однако, если бы не

оно, человек, например, не мог бы и с места сдвинуться - скольжение на гололёде яркое тому доказательство.

приводит к установившемуся равномерному движению тела при падении с

большой высоты в жидкости или газе (например, в атмосфере).  Так парашютист до раскрытия парашюта  может приобрести скорость всего лишь до   50 м/с, а  капли дождя, в зависимости от их размеров, достигают скоростей от 2 до 7 м/с.

имеет  известный вам тефлон.     У каждого  современного человека

есть на кухне  кастрюли и сковородки с антипригарным тефлоновым покрытием.

настоящее имя  политетрафторэтилен. Тефлон –  дитя химии 20 века.  Будучи,

в отличие от гpафита и молибденита, великолепным изолятором, тефлон начал свою  карьеру в электротехнической промышленности, затем в медицине и в бытовой технике. Тефлон обладает самым низким  коэффициентом трения из всех известных  твердых  веществ.  Поэтому  он и находит широкое  применение в твердосмазочных материалах.

также индейцами Южной Америки. При этом способе добычи огня

зачастую один человек сменял другого, но вращение не прекращалось, пока не добивались успеха.

каким-нибудь металлическим предметом, например, ножом. Такое устройство по извлечению

огня существовало с древних времен и позднее стало называться "огниво".
Вполне вероятно, что высекание огня с помощью двух камней было древнейшим способом его получениям, хотя получение огненных искр при обработке каменных орудий труда древний человек оценил и использовал далеко не сразу.

19-летним французским химиком Шарлем Сориа. Это были фосфорные спички.

Эти спички загорались даже от взаимного трения в коробке и при трении о любую твёрдую поверхность, например, подошву сапога. Эти спички не имели запаха, но были вредны для здоровья, так как белый фосфор очень ядовит.

влагоупорные (рассчитанные на зажигание после хранения во влажных условиях,

например в тропиках), ветровые (зажигающиеся на ветру) и др.

В 1855  году шведский химик Лундстрем начал использовать для производства спичек безвредный красный фосфор. Такие спички легко зажигались о заранее приготовленную поверхность и практически не самовоспламенялись. Первые «шведские спички» Лундстрема дошедшую практически до наших дней.

действия основан на самовозгорании пирофорных сплавов, например, при  трении.
В

современной зажигалке воспламенение горючего производится под действием искры, получающейся от сгорания мельчайшей частицы «кремня», срезанной зубчатым колесиком -кресалом. 

фридайвинга,  выпускаются   со  сверхгладким покрытием с внешней стороны для уменьшения

потерь на трение при скольжении в воде.

то обтекание его воздухом настолько ухудшится, что сила сопротивления

движению возрастет примерно на четверть.

не всегда зло. Вспомним о коварных, захватывающих'  дух ударах

«сухой лист» в футболе или знаменитых крученых   подачах в волейболе и теннисе. Все эти виртуозные приемы основаны на   сложных аэродинамических эффектах и были  бы совершенно невозможны  в пустоте.

  Атлет, перенесенный на Луну,   способен метнуть ядро раз в

шесть дальше, чем на Земле. Иное дело спортивное копье: уподобившись планеру, оно   унеслось бы  в рекордном броске спортсмена за стометровую  отметку! На Луне  нет атмосферы, зато сила тяжести  ослаблена в шесть с половиной раз. На Марсе сила тяжести  в два раза меньше земной, а атмосфера сильно разрежена. Кто стал бы победителем в метании копья в заочных соревнованиях землян с представителями этих небесных светил?

В  спорте сопротивление  набегающего потока воздуха ­  далеко не всегда зло. Вспомним о коварных, захватывающих'  дух ударах «сухой лист» в футболе или знаменитых крученых   подачах в волейболе и теннисе. Все эти виртуозные приемы основаны на   сложных аэродинамических эффектах и были  бы совершенно невозможны  в пустоте.

разбег и толчок, которые зависят от силы трения между подошвой

спортсмена и беговой   дорожкой. Эта сила  на Луне меньше в 6,5 раз, т. е. ровно во столько,  во сколько,   благодаря   ослабленной  силе тяжести,  должна возрасти при  данной скорости разбега  длина прыжка.  Меньшая сила тяжести, давая лунному прыгуну одно преимущество,  тут же лишает  его другого, не менее важного.

Появление  пластиков с различными фрикционными свойствами позволило в одних случаях создать  беговые  дорожки,  футбольные поля и корты с искусственными покрытиями, а  с  другой   решить еще более сложную задачу: заменить  скользкий  снег    на горнолыжных  трассах и трамплинах. Для  этого наиболее целесообразно использовать материалы, имеющие не только  низкий коэффициент  трения, но и рифленую поверхность.