Силы упругости и трения

Деформация - изменение формы и объема тела (изменение взаимного положения частиц тела, связанное с их перемещением относительно друг друга)
Упругая Неупругая
пластилин
губка
исчезает после прекращения действий внешних сил, при этом тело принимает первоначальные размеры и форму
необратимая деформация, вызванная изменением напряжений

Сила упругости
Сила, возникающая в теле в результате его деформации и стремящаяся вернуть тело в исход­ное положение, называется силой упругости, имеет электромагнитную природу сил межмолекулярного взаимодействия

вид деформации, при которой нагрузка прикладывается продольно , то есть соосно или параллельно точкам крепления тела
Деформация растяжения-сжатия

Сила упругости, возникающая в теле при его деформации прямо пропорциональна абсолютной деформации, направлена против нее
Деформации, при которых выполняется закон Гука называются малыми. Это упругие деформации.
Закон Гука

k- коэффициент жесткости

Динамометр

Сила натяжения нити
Сила нормальной реакции опоры

Вес тела
Это сила, с которой тело из-за притяжения к вращающейся земле действует на горизонтальной опору или вертикальный подвес

Вес тела
a=0

Лабораторная работа №6
Определение жёсткости пружины

Цель работы:
исследовать зависимость силы упругости в пружине от удлинения пружины. Определить жёсткость пружины динамометра.

Оборудование:
грузы известной массы (m = 100 г), линейка ученическая, динамометр школьный, штатив

Ход работы:
Подвешиваем к пружине динамометра поочередно 1,2 и 3 груза, измеряем силу упругости, измеряем деформацию пружины линейкой, данные заносим в таблицу.
По формуле, следующей из закона Гука , находим жесткость пружины в каждом случае, данные заносим в таблицу.

Таблица

Вычисляем погрешности измерений:
абсолютная погрешность динамометра школьного 1 цена деления
абсолютная погрешность линейки ученической 1 цена деления

Силы трения

Особенности сил трения:
Зависят от скорости движения тел относительно друг друга
Всегда препятствуют относительному перемещению тел (направлены против скорости)
Направлены вдоль трущихся поверхностей
В результате возникновения сил трения происходит разрыв молекулярных связей

Силы трения, как и упругие силы, имеют электромагнитную природу. Они возникают вследствие взаимодействия между атомами и молекулами соприкасающихся тел или наличия неровностей и шероховатостей.

Виды сил трения:
Внутреннее (трутся слои одного тела друг о друга)
Внешнее (трутся два тела):
сухое (твердое о твердое): трение покоя, скольжения, качения;
вязкое ( твердое тело двигается в жидкости или газе)

Сила трения покоя
всегда равна по величине внешней силе и направлена в противоположную сторону
Сила трения покоя не может превышать некоторого максимального значения (Fтр)max. Если внешняя сила больше (Fтр)max, возникает относительное проскальзывание

Сила трения скольжения

Коэффициент трения

Покой-скольжение

Трение качения
Возникает при качении одного тела по другому
Причина возникновения трения качения - деформация катка и опорной поверхности. В большинстве случаев величина трения качения гораздо меньше величины трения скольжения при прочих равных условиях, и потому качение является распространенным видом движения в технике

Вязкое трение
Возникает при движении твердого тела в жидкости или газе
Особенности вязкого трения:
не существует вязкого трения покоя
сила вязкого трения зависит от скорости движения, от формы и размеров тела и от свойств жидкости
вязкость газов с понижением температуры падает, а жидкостей – возрастает
вязкое трение приводит к потере механической энергии движущегося тела, т.к. тормозит его

Лабораторная работа №7
Определение коэффициента трения скольжения

Цель работы:
Исследовать зависимость коэффициента трения скольжения от площади соприкосновения тел и силы нормального давления. Определить коэффициент трения скольжения.

Оборудование:
наклонная плоскость, грузы, брусок, динамометр школьный, транспортир школьный

Лабораторная установка

Ход работы:
Измеряем коэффициент трения первым способом 3 раза, двигая брусок поочередно на каждой грани разных площадей, данные заносим в таблицу.
Вычисляем коэффициент трения, данные заносим в таблицу.
Вычисляем среднее значение коэффициента трения, данные заносим в таблицу.

Таблица