Zelfs tijdens schooljaren, in de zevende of achtste klas, maakt iedereen kennis met een nieuw concept van dynamische fysica: wrijving. Velen, die volwassen zijn geworden, vergeten echter wat wrijving is en hoe deze kracht werkt. Laten we proberen dit onderwerp te begrijpen.
Definitie van begrip
Wrijving is een fenomeen dat de volgende betekenis heeft: wanneer twee lichamen met elkaar in contact komen, ontstaat er een speciale interactie op de plaats van hun contact, waardoor de lichamen niet meer ten opzichte van elkaar kunnen blijven bewegen. Het is duidelijk dat het mogelijk is om de waarde van de interactie van deze lichamen te berekenen. De wrijvingskracht kenmerkt deze interactie kwantitatief. Als er wrijving optreedt tussen starre lichamen (bijvoorbeeld de interactie van een boek met een boekenplank of een appel met een tafel), dan wordt deze interactie droge wrijving genoemd.
Het moet duidelijk zijn dat wrijving een kracht is van elektromagnetische aard. Dit betekent dat de oorzaak van deze kracht de interactie is tussen de deeltjes waaruit dit of dat lichaam bestaat.
Wat is wrijving?
Vanwege de verscheidenheid aan items die in onze wereld bestaan, kunt ubepalen dat elk van hen zijn eigen structuur heeft en individuele eigenschappen heeft. Dit betekent dat de interactie tussen verschillende items verschillend zal zijn. Voor een goed begrip van de essentie en een competente oplossing van veel problemen in de natuurkunde, is het gebruikelijk om drie soorten wrijving voorwaardelijk te scheiden. Laten we ze dus allemaal afzonderlijk analyseren:
- De eerste wrijving is de statische wrijving die optreedt wanneer er geen relatieve beweging is van twee lichamen. We zien overal voorbeelden van hem, omdat de kracht die door deze wrijving wordt gegenereerd, objecten in evenwicht houdt. Bijvoorbeeld goederen op een bewegende transportband, een spijker die in een muur is geslagen of een persoon die op de grond staat.
- Glijdende wrijving is voorwaardelijk de tweede wrijving. De waarde van glijden wordt als volgt gedefinieerd: wanneer op een lichaam in evenwicht een kracht wordt uitgeoefend die groter is dan de statische wrijvingskracht, begint de glijdende wrijvingskracht te werken en beweegt het lichaam.
- En tot slot, rollende wrijving, die de interactie verklaart van twee lichamen, waarvan er een over het oppervlak van de andere rolt. Het verschil in rollende en glijdende wrijving wordt verklaard door het feit dat bij elke beweging de delen van het lichaam langs de lengte van het contactoppervlak worden verplaatst en in plaats van verbroken intermoleculaire bindingen, nieuwe worden gevormd. En in het geval dat het wiel rolt zonder te slippen, breken de moleculaire bindingen veel sneller wanneer de wielsecties worden opgetild dan bij het glijden. Het blijkt dat de rollende wrijvingskracht kleiner is dan de glijdende kracht.
Waar en hoe kan wrijving worden gebruikt?
Wrijving iseen onvervangbaar fenomeen, zonder welke we niet in staat zouden zijn om elementaire dingen te doen: lopen, zitten of gewoon voorwerpen in onze handen houden. Onderschat daarom het belang van wrijving niet. Zoals de Franse natuurkundige Guillaume zei: "Als er geen wrijving zou zijn, zou onze aarde zonder enige ruwheid zijn, zou het zijn als een vloeibare druppel."
Misschien is het beste voorbeeld dat wrijving het meest nauwkeurig karakteriseert de werking van een wiel. Zelfs in de oudheid werd opgemerkt dat de krachten van rollende wrijving veel kleiner zijn dan de krachten van glijdende wrijving. Het waren de onmiskenbare voordelen van rolfrictie die ervoor zorgden dat mensen boomstammen of rollen plaatsten om zware en omvangrijke lasten te verplaatsen. In de loop van de tijd verbeterden mensen hun kennis van de verbazingwekkende eigenschappen van rollende wrijving, observeerden ze de beweging van objecten onder invloed van wrijvingskrachten en vonden uiteindelijk het wiel uit! In de moderne wereld is het onmogelijk om je een leven voor te stellen zonder deze onvervangbare onderdelen, want wielen zijn de tweede "motoren" van elk transport!
Hoe de waarde van de wrijvingskracht berekenen?
Net als elke andere kracht heeft de wrijvingskracht gehele waarden. Om nauwkeurig te kunnen bepalen hoeveel kracht nodig is voor beweging of ander soort werk, is het noodzakelijk om de statische wrijvingskracht te berekenen. Ingenieurs doen dit meestal wanneer ze bijvoorbeeld fabrieken bouwen of nieuwe apparaten uitvinden. Maar zelfs gewone schoolkinderen worden geconfronteerd met bepaalde taken waarbij het nodig is om de wrijvingskracht te berekenen. Dus om het te tellenwaarde, hoeft u alleen maar een eenvoudige formule te gebruiken: Fwrijving=KN, waarbij k de wrijvingscoëfficiënt is. De waarde van alle coëfficiënten hangt altijd af van het oppervlak van het object waarop het lichaam beweegt of interageert. "N" in onze formule betekent de reactiekracht van de ondersteuning op het lichaam. Het hangt voornamelijk af van de massa van het lichaam die in contact staat met het oppervlak van de drager.
Bereken de waarde van de kracht in het probleem
Veronderstel dat een massa m=3 kg op een horizontale plank ligt. De wrijvingscoëfficiënt tussen de houten plank en het lichaam is 0,3 Hoe de waarde van de wrijvingskracht te vinden? Het is heel eenvoudig, u hoeft alleen onze waarden in de formule in te voeren. Je moet er alleen rekening mee houden dat N in dit geval gelijk is aan het gewicht van het lichaam (volgens de 3e wet van Newton). De gewenste kracht is dus (mg)k=(3 kg10 m/s2)0, 3=9 H.
