Взаимодействие тел. Силы

Сила упругости. Сила трения

Пёрышкин «Физика 7», §25, 30–32

Сила упругости и закон Гука

При деформации возникает сила упругости, направленная против деформации и пропорциональная ей.

F_{\text{упр}} = k \Delta l

k

— жёсткость, Н/м;

\Delta l

— удлинение, м

Границы применимости3

Закон Гука выполняется только при малых деформациях. Растяни пружину слишком сильно — она не вернётся в исходную форму, и пропорциональность исчезнет.

Жёсткость $k$ — свойство самой пружины: чем она жёстче, тем большая сила нужна на то же удлинение.

На законе Гука работает динамометр: по удлинению его пружины судят о силе.

⚗

Опыт в Физлабе

Конструктор механики

Пружина: сила упругости против деформации.

Открыть опыт

Сила трения

Возникает при контакте тел и направлена вдоль поверхности, против движения или попытки движения.

Три вида трения3

Трение покоя — пока тело не сдвинулось. Оно подстраивается под приложенную силу и имеет максимум.

Трение скольжения — когда тело уже едет. Обычно чуть меньше максимального трения покоя.

Трение качения — самое малое, поэтому колесо и подшипник так изменили технику.

От чего трение зависит и от чего нет

Зависит от силы прижатия и от материалов поверхностей. Не зависит от площади соприкосновения.

F_{\text{тр}} = \mu N

\mu

— коэффициент трения, безразмерный;

N

— сила нормального давления

Почему площадь не входит2

Увеличили площадь — та же сила прижатия распределилась по большей площади, давление упало во столько же раз. Произведение осталось прежним.

Поэтому широкие шины дают не большее трение, а меньшее давление на грунт — это разные вещи.

Трение — не всегда зло. Без него нельзя ни идти, ни ехать, ни завязать узел: колесо просто буксовало бы на месте.

⚗

Опыт в Физлабе

Наклонная плоскость

Меняй коэффициент трения и угол и найди, при каком угле тело поедет.

Открыть опыт

Разобранные примеры

Пружину жёсткостью

200

Н/м растянули на

5

см. Найди силу упругости.разбор

Переводим удлинение в метры: $5$ см $= 0{,}05$ м.
Закон Гука: $F = kx = 200 \cdot 0{,}05$ .
$F = 10$ Н.

Ответ:

10

Брусок массой

5

кг равномерно тянут по столу, коэффициент трения

0{,}2

. Найди силу тяги (

g = 10

Н/кг).разбор

Равномерно — значит равнодействующая равна нулю, сила тяги равна силе трения.
Сила нормальной реакции равна силе тяжести: $N = mg = 50$ Н.
$F_{\text{тр}} = \mu N = 0{,}2 \cdot 50 = 10$ Н, значит и сила тяги $10$ Н.

Ответ:

10

Сила. Сила тяжести и вес т…Равнодействующая. Законы Н…