Teoria do ćwiczenia nr 36: Tarcie

Nasza ocena:

5
Pobrań: 161
Wyświetleń: 966
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
Teoria do ćwiczenia nr 36: Tarcie - strona 1 Teoria do ćwiczenia nr 36: Tarcie - strona 2

Fragment notatki:

Tarcie
Tarcie jest zjawiskiem, które występuje na powierzchniach styku ciał materialnych.
Działanie siły tarcia obserwujemy wtedy, gdy próbujemy przesunąć względem siebie
stykające się ciała.
Siła ta nie zależy od pola powierzchni zetknięcia się ciał; zależy jednak od materiału, z
jakiego są one wykonane i od stanu ich powierzchni. Po prostu, każde ciało ma na sobie
drobne chropowatości, które podczas kontaktu trą o siebie i utrudniają ruch.
Siła tarcia jest niezachowawcza, co oznacza, że praca wykonana przez nią lub przeciwko
niej, pomiędzy dwoma ustalonymi punktami, zależy od drogi, jaką obierzemy.
Jeśli ciało jest w ruchu (ślizga się po drugim), to działa na nie siła tarcia dynamicznego,
która jest skierowana przeciwnie do wektora prędkości i wywołuje efekt hamujący.
To właśnie dzięki niej, ciała w realnym świecie nie pozostają w nieskończonym ruchu,
gdy są raz wprawione w ruch, lecz po pewnym czasie zatrzymują się.
Jeśli natomiast próbujemy wprawić ciało w ruch, a ono nadal pozostaje w spoczynku, to
znaczy, że zapobiega temu siła tarcia statycznego.
Wartość siły tarcia dynamicznego zależy od wartości siły nacisku (jednego ciała na
drugie), którą możemy oznaczyć jako N. Zależność ta jest wprost proporcjonalna, a
współczynnikiem proporcjonalności jest współczynnik tarcia w ruchu μk(v). Nie jest on
stałą, lecz jest zależny od prędkości względnej trących ciał, dlatego tarcie dynamiczne
również zmienia się z prędkością. Oto wzór:
T = μk(v)N
gdzie: T - wartość siły tarcia dynamicznego, μk(v) - współczynnik tarcia w ruchu jako
funkcja prędkości, N - wartość siły nacisku.
Wiadomo, że gdy chcemy przesunąć po podłodze jakiś ciężki przedmiot (np. szafę), to
stawia on wyraźny opór. Na początku, możemy działać siłą i mimo to ciało nie przesunie
się. Będzie tak dlatego, że nasza siła będzie równoważona przez przeciwnie skierowaną
siłę tarcia statycznego. Ta ostatnia będzie coraz większa, wraz ze zwiększaniem się
naszego naporu, aż osiągnie wartość maksymalną, po której przekroczeniu ciało ruszy.
Ta maksymalna siła tarcia statycznego, dla której ciało jest jeszcze w spoczynku, to tzw.
graniczna siła tarcia. Jest ona proporcjonalna do siły nacisku, a współczynnikiem
proporcjonalności jest współczynnik tarcia statycznego μs. Oto wzór:
Tg = μsN
gdzie: Tg - wartość granicznej siły tarcia statycznego, μs - współczynnik tarcia
statycznego, N - wartość siły nacisku.
Jest mocną regułą, że graniczne siły tarcia statycznego są, dla tych samych ciał, większe
od sił tarcia dynamicznego, a to dlatego, że z reguły: μs μk(v).
Istnieje ciekawa metoda wyznaczania μs za pomocą równi pochyłych. Umieszczamy ciało
na równiach o różnych kątach nachylenia α i wybieramy równię o maksymalnym kącie αm,
dla którego ciało się jeszcze nie zsuwa.
Na ciało umieszczone na równi działa siła grawitacji Fg, która rozkłada się na siłę
zsuwającą Fz i na siłę nacisku Fn = N (zobacz rysunek poniżej).
Z zależności geometrycznych, możemy wyznaczyć kąt pomiędzy Fn a Fg. Okazuje się, że
jest on ... zobacz całą notatkę



Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz