Bagaimana untuk mewakili daya geseran. Apakah daya geseran, formula

Sasaran: Untuk mengukuhkan pengetahuan yang diperoleh tentang geseran dan jenis geseran.

Kemajuan:

1. Kaji bahagian teori
2. Lengkapkan jadual 1.
3. Selesaikan masalah mengikut pilihan daripada jadual 2.
4. Jawab soalan-soalan keselamatan.

Jadual 1

jadual 2


	Seorang pemain skate memandu di atas permukaan ais mendatar licin dengan inersia 80 m. Tentukan daya geseran dan kelajuan awal jika jisim pemain skate ialah 60 kg dan pekali geseran ialah 0.015
	Sebuah jasad berjisim 4.9 kg terletak pada satah mengufuk. Apakah daya yang mesti dikenakan pada jasad dalam arah mengufuk untuk memberikannya pecutan 0.5 m / s 2 dengan pekali geseran 0.1?
	Di atas meja mendatar terletak bongkah kayu berjisim 500 g, yang digerakkan dengan berat 300 g digantung pada hujung menegak seutas benang yang dilemparkan ke atas blok yang dipasang di hujung meja. Pekali geseran semasa pergerakan bar ialah 0.2. Dengan pecutan apakah bongkah itu akan bergerak?

Daya geseran ialah daya yang berlaku di antara permukaan badan yang bersentuhan. Sekiranya tiada pelinciran antara permukaan, maka geseran itu dipanggil kering. Daya geseran kering adalah berkadar terus dengan daya yang menekan permukaan antara satu sama lain dan diarahkan ke arah yang bertentangan dengan pergerakan yang mungkin. Pekali perkadaran dipanggil pekali geseran. Daya tekan adalah berserenjang dengan permukaan. Ia dipanggil tindak balas sokongan biasa.

Hukum geseran dalam cecair dan gas berbeza daripada undang-undang geseran kering. Geseran dalam cecair dan gas bergantung pada kelajuan pergerakan: pada kelajuan rendah ia berkadar dengan segi empat sama, dan pada kelajuan tinggi ia berkadar dengan kiub kelajuan.

Formula penyelesaian:

Di mana "k" ialah pekali geseran, "N" ialah tindak balas normal sokongan.

Hukum kedua Newton dan persamaan gerakan dalam bentuk vektor. F=mak

Mengikut hukum ketiga Newton N = - mg

ungkapan untuk kelajuan

Persamaan gerakan untuk gerakan kinematik dipercepat secara seragam

; 0 - V = a t di mana 0 ialah kelajuan akhir V ialah kelajuan awal

Algoritma untuk menyelesaikan masalah biasa:

1. Tuliskan secara ringkas keadaan masalah.

2. Kami menggambarkan keadaan secara grafik dalam bingkai rujukan sewenang-wenangnya, menunjukkan daya yang bertindak pada badan (titik), termasuk tindak balas normal sokongan dan daya geseran, kelajuan dan pecutan badan.

3. Kami membetulkan dan menetapkan sistem rujukan dalam rajah dengan memperkenalkan asal masa dan menentukan paksi koordinat untuk daya dan pecutan. Adalah lebih baik untuk mengarahkan salah satu paksi di sepanjang tindak balas normal sokongan, dan mula mengira masa pada saat badan (titik) berada pada sifar koordinat.

4. Kami menulis dalam bentuk vektor hukum kedua Newton dan persamaan gerakan. Persamaan gerakan dan kelajuan adalah pergantungan sesaran (laluan) dan kelajuan pada masa.

5. Kami menulis dalam persamaan yang sama dalam bentuk skalar: dalam unjuran pada paksi koordinat. Kami menulis ungkapan untuk daya geseran.

6. Kami menyelesaikan persamaan dalam bentuk am.

7. Gantikan nilai dalam penyelesaian am, hitung.

8. Tulis jawapan.

Bahagian teori
Geseran ialah rintangan jasad yang bersentuhan terhadap pergerakan secara relatif antara satu sama lain. Geseran mengiringi setiap pergerakan mekanikal, dan keadaan ini mempunyai akibat penting dalam kemajuan teknikal moden.
Daya geseran ialah daya rintangan terhadap pergerakan jasad yang bersentuhan secara relatif antara satu sama lain.Geseran dijelaskan oleh dua sebab: kekasaran permukaan gosokan jasad dan interaksi molekul antara mereka. Sekiranya kita melampaui had mekanik, maka harus dikatakan bahawa daya geseran adalah berasal dari elektromagnet, serta daya keanjalan. Setiap satu daripada dua punca geseran di atas dalam kes yang berbeza menunjukkan dirinya pada tahap yang berbeza. Sebagai contoh, jika permukaan yang menyentuh badan gosokan pepejal mempunyai penyelewengan yang ketara, maka istilah utama dalam daya geseran yang timbul di sini akan disebabkan dengan tepat oleh keadaan ini, i.e. tidak rata, kekasaran permukaan badan bergesel. Badan yang bergerak dengan geseran relatif antara satu sama lain mesti menyentuh permukaan atau bergerak satu dalam persekitaran yang lain. Pergerakan jasad relatif antara satu sama lain mungkin tidak timbul kerana adanya geseran jika daya penggerak kurang daripada daya geseran statik maksimum. Jika permukaan sentuhan badan gosok pepejal digilap dan licin dengan sempurna, maka istilah utama daya geseran yang timbul dalam kes ini akan ditentukan oleh lekatan molekul antara permukaan gosokan badan.

Mari kita pertimbangkan dengan lebih terperinci proses kemunculan gelongsor dan daya geseran rehat di persimpangan dua badan yang bersentuhan. Jika anda melihat permukaan badan di bawah mikroskop, anda akan melihat kekasaran mikro, yang akan kita gambarkan dalam bentuk yang diperbesarkan (Rajah 1, a). Mari kita pertimbangkan interaksi badan yang bersentuhan menggunakan contoh sepasang penyelewengan ( rabung dan palung) (Rajah 3, b). Dalam kes apabila tiada daya cuba menyebabkan pergerakan, sifat interaksi pada kedua-dua cerun kekasaran mikro adalah serupa. Dengan sifat interaksi ini, semua komponen mendatar interaksi daya mengimbangi satu sama lain, dan semua yang menegak disimpulkan dan membentuk daya N (tindak balas sokongan) (Rajah 2, a).

Gambaran berbeza tentang interaksi jasad diperoleh apabila daya mula bertindak ke atas salah satu jasad. Dalam kes ini, titik hubungan akan kebanyakannya berada di "cerun" yang ditinggalkan dalam rajah. Badan pertama akan memberi tekanan pada badan kedua. Keamatan tekanan ini dicirikan oleh daya R". Jasad kedua, mengikut hukum ketiga Newton, akan bertindak ke atas jasad pertama. Keamatan tindakan ini dicirikan oleh daya R (tindak balas sokongan). Daya R

boleh diuraikan kepada komponen: daya N, diarahkan berserenjang dengan permukaan sentuhan badan, dan daya Fsc, diarahkan terhadap tindakan daya F (Rajah 2, b).

Selepas mempertimbangkan interaksi badan, dua perkara harus diperhatikan.
1) Dalam interaksi dua badan, mengikut undang-undang ketiga Newton, dua daya R dan R" timbul; untuk kemudahan mengambil kira semasa menyelesaikan masalah, kita menguraikan daya R menjadi komponen N dan Fsc (Ftr dalam kes usul).
2) Daya N dan F Tp adalah sifat yang sama (interaksi elektromagnet); ia tidak boleh sebaliknya, kerana ini adalah komponen dari daya yang sama R.
Dalam teknologi moden, penggantian geseran gelongsor dengan geseran gelek adalah sangat penting untuk mengurangkan kesan berbahaya daya geseran. Daya geseran bergolek ditakrifkan sebagai daya yang diperlukan untuk golek rectilinear seragam badan pada satah mengufuk. Ia telah ditetapkan oleh pengalaman bahawa daya geseran bergolek dikira dengan formula:

di mana F ialah daya geseran bergolek; k ialah pekali geseran bergolek; P ialah daya tekanan badan gelek pada sokongan dan R ialah jejari badan gelek.

Dari amalan ia adalah jelas, dari formula adalah jelas bahawa lebih besar jejari badan bergolek, semakin kurang halangan ketidaksamaan permukaan sokongan menyebabkannya.
Ambil perhatian bahawa pekali geseran bergolek, berbeza dengan pekali geseran gelongsor, ialah nilai yang dinamakan dan dinyatakan dalam unit panjang - meter.
Geseran gelongsor digantikan dengan geseran bergolek, dalam kes yang perlu dan mungkin, dengan menggantikan galas biasa dengan galas bergolek.

Terdapat geseran luaran dan dalaman (jika tidak dipanggil kelikatan). Jenis geseran ini dipanggil luaran, di mana daya timbul pada titik sentuhan badan pepejal yang menghalang pergerakan bersama jasad dan diarahkan secara tangen ke permukaannya.

Geseran dalaman (kelikatan) adalah sejenis geseran, yang terdiri daripada fakta bahawa dengan anjakan bersama. Lapisan cecair atau gas di antara mereka terdapat daya tangen yang menghalang pergerakan sedemikian.

Geseran luar terbahagi kepada geseran rehat (geseran statik) dan geseran kinematik. Geseran rehat timbul antara jasad pepejal tetap apabila mana-mana daripadanya cuba untuk bergerak. Geseran kinematik wujud antara jasad tegar bergerak yang saling menyentuh. Geseran kinematik, seterusnya, dibahagikan kepada geseran gelongsor dan geseran bergolek.

Daya geseran memainkan peranan penting dalam kehidupan manusia. Dalam beberapa kes dia menggunakannya, dan dalam kes lain dia melawan mereka. Daya geseran adalah bersifat elektromagnet.
Jenis daya geseran.
Daya geseran adalah bersifat elektromagnet, i.e. daya geseran adalah berdasarkan daya elektrik interaksi molekul. Mereka bergantung pada kelajuan pergerakan badan berbanding satu sama lain.
Terdapat 2 jenis geseran: kering dan cecair.
1. Geseran cecair ialah daya yang timbul apabila jasad pepejal bergerak dalam cecair atau gas, atau apabila satu lapisan cecair (gas) bergerak relatif kepada yang lain dan memperlahankan pergerakan ini.

Dalam cecair dan gas, tiada daya geseran statik.
Pada kelajuan rendah dalam cecair (gas):
Ftr= k1v,
di mana k1 ialah pekali seret, bergantung pada bentuk, saiz badan dan pada cahaya dalam medium. Ditentukan oleh pengalaman.

Pada kelajuan tinggi:
Ftr= k2v,
di mana k2 ialah pekali seret.
2. Geseran kering ialah daya yang timbul daripada sentuhan langsung jasad, dan sentiasa diarahkan sepanjang permukaan sentuhan jasad elektromagnet dengan tepat dengan memecahkan ikatan molekul.
Geseran rehat.
Pertimbangkan interaksi bar dengan permukaan meja. Permukaan jasad yang bersentuhan tidak sama rata. Daya tarikan terbesar berlaku antara atom bahan yang berada pada jarak minimum antara satu sama lain, iaitu pada tonjolan mikroskopik. Jumlah daya tarikan atom-atom jasad yang bersentuhan adalah begitu ketara sehinggakan walaupun di bawah tindakan daya luar yang dikenakan pada bar selari dengan permukaan sentuhannya dengan meja, bar itu tetap diam. Ini bermakna daya yang bertindak pada palang adalah sama dalam nilai mutlak dengan daya luar, tetapi berlawanan arah. Daya ini ialah daya geseran statik.Apabila daya yang dikenakan mencapai nilai kritikal maksimum yang mencukupi untuk memutuskan ikatan antara protrusi, bar mula menggelongsor di atas meja. Daya geseran statik maksimum tidak bergantung pada kawasan sentuhan permukaan. Menurut hukum ketiga Newton, daya tekanan normal adalah sama dalam nilai mutlak dengan daya tindak balas sokongan N.
Daya geseran statik maksimum adalah berkadar dengan daya tekanan normal:

di mana μ ialah pekali geseran statik.

Pekali geseran statik bergantung pada sifat rawatan permukaan dan pada gabungan bahan yang membentuk badan yang bersentuhan. Pemprosesan berkualiti tinggi permukaan sentuhan licin membawa kepada peningkatan dalam bilangan atom yang tertarik dan, dengan itu, kepada peningkatan dalam pekali geseran statik.

Nilai maksimum daya geseran statik adalah berkadar dengan modulus daya F d tekanan yang dikenakan oleh jasad pada sokongan.
Nilai pekali geseran statik boleh ditentukan seperti berikut. Biarkan badan (bar rata) terletak pada satah condong AB (Rajah 3). Tiga daya bertindak ke atasnya: graviti F, daya geseran statik Fp dan daya tindak balas sokongan N. Komponen normal Fp graviti ialah daya tekanan Fd yang dihasilkan oleh jasad pada sokongan, i.e.
FН=Fд. Komponen tangen Ft graviti ialah daya yang cenderung untuk menggerakkan badan ke bawah satah condong.
Pada sudut kecondongan a yang kecil, daya Ft diimbangi oleh daya geseran statik Fp dan jasad berada dalam keadaan rehat pada satah condong (daya tindak balas sokongan N mengikut undang-undang ketiga Newton adalah sama magnitud dan bertentangan arah dengan daya Fd, iaitu, ia mengimbanginya).
Kami akan meningkatkan sudut kecondongan a sehingga badan mula meluncur ke bawah satah condong. Dalam masa ini
Fт=Fпmaks Daripada rajah. 3 menunjukkan bahawa Ft=Fsin = mgsin; Fn \u003d Fcos \u003d mgcos.
kita mendapatkan
fн=sin/cos=tg.
Setelah mengukur sudut di mana gelongsor badan bermula, adalah mungkin untuk mengira nilai pekali geseran statik fp dengan formula.

nasi. 3. Geseran rehat.
geseran gelongsor

Geseran gelongsor berlaku apabila pergerakan relatif badan bersentuhan.
Daya geseran gelongsor sentiasa diarahkan ke arah yang bertentangan dengan kelajuan relatif jasad yang bersentuhan.
Apabila satu jasad mula menggelongsor di atas permukaan jasad yang lain, ikatan antara atom (molekul) jasad yang pada mulanya tidak bergerak akan terputus, dan geseran berkurangan. Dengan pergerakan relatif lebih lanjut jasad, ikatan baru sentiasa terbentuk antara atom. Dalam kes ini, daya geseran gelongsor kekal malar, kurang sedikit daripada daya geseran statik. Seperti daya geseran statik maksimum, daya geseran gelongsor adalah berkadar dengan daya tekanan normal dan, oleh itu, dengan daya tindak balas sokongan:
, di manakah pekali geseran gelongsor (), bergantung pada sifat permukaan yang bersentuhan.

nasi. 3. Geseran gelongsor

soalan ujian

Apakah geseran luaran dan dalaman?
Apakah jenis geseran adalah geseran statik?
apakah itu geseran kering dan cecair?
Apakah daya geseran statik maksimum?
Bagaimana untuk menentukan nilai pekali geseran statik?

Definisi 1

Daya geseran ialah daya yang muncul pada saat bersentuhan antara dua jasad dan menghalang pergerakan relatifnya.

Sebab utama yang mencetuskan geseran terletak pada kekasaran permukaan gosokan dan interaksi molekul permukaan ini. Daya geseran bergantung pada bahan permukaan yang bersentuhan dan pada daya saling menekan.

Konsep daya geseran

Berdasarkan model geseran mudah (berdasarkan undang-undang Coulomb), daya geseran akan dianggap berkadar terus dengan tahap tindak balas normal permukaan yang bersentuhan dan menggosok. Jika dipertimbangkan secara keseluruhan, maka proses daya geseran tidak boleh digambarkan hanya oleh model mudah mekanik klasik, yang dijelaskan oleh kerumitan tindak balas dalam zon interaksi badan gosok.

Daya geseran, seperti daya kenyal, mempunyai sifat elektromagnet. Kejadian mereka menjadi mungkin disebabkan oleh interaksi antara molekul dan atom badan yang bersentuhan.

Catatan 1

Daya geseran berbeza daripada daya anjal dan graviti kerana ia bergantung bukan sahaja pada konfigurasi jasad (pada kedudukan relatifnya), tetapi juga pada halaju relatif interaksinya.

Pelbagai daya geseran

Dengan syarat bahawa terdapat pergerakan relatif dua jasad yang bersentuhan antara satu sama lain, daya geseran yang timbul dalam proses sedemikian dibahagikan kepada jenis berikut:

Geseran gelongsor (mewakili daya yang timbul akibat pergerakan translasi salah satu jasad yang berinteraksi berbanding dengan yang kedua dan bertindak ke atas jasad ini dalam arah yang akan bertentangan dengan arah gelongsor).
Geseran bergolek (mewakili momen daya yang boleh berlaku di bawah keadaan proses rolling salah satu daripada dua jasad yang bersentuhan dengan yang lain).
Geseran rehat (ia dianggap sebagai daya yang timbul di antara dua badan yang berinteraksi, manakala ia menjadi penghalang yang serius kepada berlakunya gerakan relatif. Daya sedemikian diatasi untuk menetapkan badan yang bersentuhan ini bergerak relatif antara satu sama lain. Jenis ini geseran muncul semasa anjakan mikro (contohnya, semasa ubah bentuk ) badan yang bersentuhan Dengan peningkatan dalam usaha, peningkatan dalam daya geseran juga akan bermula.
Geseran berputar (adalah momen daya yang berlaku di antara badan yang bersentuhan di bawah keadaan putaran salah satu daripadanya berhubung dengan yang lain dan diarahkan melawan putaran). Ia ditentukan oleh formula: $M=pN$, dengan $N$ ialah tekanan normal, $p$ ialah pekali geseran berputar, yang mempunyai dimensi panjang.

Secara eksperimen telah ditetapkan bahawa daya geseran adalah bebas daripada luas permukaan di mana jasad itu bersentuhan, dan berkadar dengan daya tekanan biasa yang mana satu jasad akan bertindak pada jasad kedua.

Definisi 2

Nilai malar mewakili pekali geseran, sementara bergantung pada sifat dan keadaan permukaan gosokan.

Dalam situasi tertentu, geseran berguna. Contoh boleh diberikan dengan kemustahilan manusia berjalan (jika tiada geseran) dan pergerakan kenderaan. Pada masa yang sama, geseran juga boleh memberi kesan buruk. Oleh itu, ia menimbulkan kehausan bahagian mekanisme yang bersentuhan, penggunaan bahan api tambahan untuk kenderaan. Pelbagai pelincir (kusyen udara atau cecair) berfungsi sebagai cara untuk mengatasinya. Satu lagi cara yang berkesan ialah menggantikan gelongsor dengan bergolek.

Formula pengiraan asas untuk menentukan daya geseran

Formula pengiraan untuk daya geseran gelongsor akan kelihatan seperti ini:

$m$-pekali kekadaran (geseran gelongsor),
$P$ ialah daya tekanan menegak (normal).

Daya geseran gelongsor ialah salah satu daya yang mengawal pergerakan, dan formulanya ditulis menggunakan daya tindak balas sokongan. Berdasarkan operasi hukum ketiga Newton, daya tekanan normal, serta tindak balas sokongan, adalah sama dalam magnitud dan bertentangan arah:

Sebelum menentukan daya geseran, formula yang akan ditulis seperti berikut: $F=mN$, daya tindak balas ditentukan.

Catatan 2

Pekali seretan semasa proses gelongsor diperkenalkan secara eksperimen untuk permukaan menggosok, manakala ia bergantung kepada bahan dan kualiti pemprosesan.

Daya maksimum geseran statik ditentukan sama dengan daya geseran gelongsor. Ini penting untuk menyelesaikan masalah menentukan kekuatan rintangan pemanduan. Satu contoh boleh diberikan dengan buku yang digerakkan dengan tangan yang ditekan ke atasnya. Jadi, gelongsor buku ini akan dilakukan di bawah pengaruh daya rintangan rehat antara buku dan tangan. Dalam kes ini, jumlah rintangan akan bergantung pada penunjuk daya tekanan menegak pada buku.

Fakta bahawa daya geseran adalah berkadar dengan kuasa dua kelajuan yang sepadan akan menjadi menarik, dan formulanya akan mula berubah, bergantung pada kelajuan pergerakan badan yang berinteraksi. Daya ini boleh dikaitkan dengan daya rintangan likat dalam cecair.

Bergantung kepada kelajuan pergerakan, daya rintangan akan menentukan kelajuan pergerakan, bentuk badan yang bergerak atau kelikatan bendalir. Pergerakan dalam minyak dan air badan yang sama disertai dengan rintangan magnitud yang berbeza. Untuk kelajuan rendah ia kelihatan seperti ini:

$k$ – pekali perkadaran, bergantung pada dimensi linear badan dan sifat medium,
$v$ ialah kelajuan badan.

Semua orang tahu betapa sukarnya untuk memindahkan objek berat di mana-mana permukaan. Ini disebabkan oleh fakta bahawa permukaan badan pepejal tidak licin dengan sempurna dan mengandungi banyak takuk (mereka mempunyai saiz yang berbeza, yang berkurangan semasa pengisaran). Apabila dua badan bersentuhan, takuk saling berkunci. Biarkan daya kecil (F) dikenakan pada salah satu badan, diarahkan secara tangen ke permukaan yang bersentuhan. Di bawah pengaruh daya ini, takuk akan berubah bentuk (bengkok). Oleh itu, akan ada daya kenyal yang diarahkan di sepanjang permukaan yang bersentuhan. Daya kenyal yang bertindak ke atas badan, yang mana daya F dikenakan, mengimbanginya dan badan akan kekal dalam keadaan rehat.

daya geseran statik – daya yang timbul pada sempadan badan bersebelahan tanpa kehadiran gerakan relatifnya.

Daya geseran statik diarahkan secara tangen ke permukaan jasad yang bersentuhan (Rajah 10) dalam arah yang bertentangan dengan daya F, dan sama dengannya dalam magnitud: Ftr = - F.

Dengan peningkatan dalam modulus daya F, lenturan takuk kait akan meningkat dan, pada akhirnya, ia akan mula pecah dan badan akan mula bergerak.

daya geseran gelongsor – ialah daya yang berlaku pada sempadan badan yang bersentuhan semasa pergerakan relatifnya.

Vektor daya geseran gelongsor diarahkan bertentangan dengan vektor halaju badan berbanding permukaan di mana ia menggelongsor.

Jasad yang menggelongsor di atas permukaan pepejal ditekan terhadapnya oleh daya graviti P yang diarahkan sepanjang normal. Akibatnya, permukaan mengendur dan daya kenyal N muncul (daya tekanan normal atau tindak balas sokongan), yang mengimbangi daya tekanan P (N = - P).

Semakin besar daya N, semakin dalam penglibatan takuk dan semakin sukar untuk memecahkannya. Pengalaman menunjukkan bahawa modulus daya geseran gelongsor adalah berkadar dengan daya tekanan normal:

Pekali tak berdimensi μ dipanggil pekali geseran gelongsor. Ia bergantung pada bahan permukaan yang bersentuhan dan tahap pengisarannya. Sebagai contoh, apabila bermain ski, pekali geseran bergantung pada kualiti pelincir (pelincir mahal moden), permukaan trek ski (lembut, longgar, padat, berais), satu atau satu lagi keadaan salji bergantung pada suhu dan udara. kelembapan, dsb. Sebilangan besar faktor pembolehubah menjadikan dirinya pekali tidak tetap. Jika pekali geseran terletak di antara 0.045 - 0.055, gelinciran dianggap baik.

Jadual menunjukkan nilai pekali geseran gelongsor untuk pelbagai badan sentuhan.

Pekali geseran gelongsor untuk pelbagai kes

Peranan daya geseran dalam banyak kes adalah positif. Terima kasih kepada kuasa ini bahawa pergerakan manusia, haiwan dan pengangkutan darat adalah mungkin. Oleh itu, apabila berjalan, seseorang, menegangkan otot-otot kaki yang menyokong, menolak dari tanah, cuba menggerakkan tapaknya ke belakang. Ini dihalang oleh daya geseran statik yang diarahkan ke arah yang bertentangan - ke hadapan (Rajah 11).

Lebih 300 tahun dahulu. Soalannya bukanlah yang paling sukar, tetapi ia memerlukan sedikit perhatian dan kesabaran untuk memahaminya.

Bahagian khas mekanik dikhaskan untuk mengkaji daya geseran - yang dipanggil mekanik interaksi geseran (atau - tribologi).

Daya geseran ialah daya di mana jasad yang bersentuhan dan bergerak secara relatif antara satu sama lain berinteraksi antara satu sama lain. Ia adalah daya geseran yang menghalang pergerakan bebas badan yang bersentuhan.

Jenis Geseran dan Daya Geseran

Dari manakah datangnya daya geseran statik?

Jika kita melihat pada permukaan lantai dan kaki kabinet di bawah mikroskop, kita akan menemui beberapa bonggol mikroskopik bentuk yang tidak dapat dibayangkan.

Apabila badan bertumpu antara satu sama lain, tuberkel terlibat antara satu sama lain, yang menyebabkan badan kekal dalam keadaan tidak bergerak.

Kesan pada salah satu jasad atau kedua-dua jasad sekaligus untuk menggerakkannya secara relatif antara satu sama lain akan membawa kepada ubah bentuk tuberkel, yang akan menyebabkan tolakan elektromagnet molekul, yang mendasari daya geseran statik.

Jika usaha fizikal digunakan dengan lancar, sehingga saat genting tertentu, daya geseran statik akan sama dalam nilai mutlak dengan daya yang kita cuba untuk menggerakkan kabinet.

daya geseran gelongsor

Pada masa kabinet masih bergerak dari tempatnya, daya geseran rehat akan mencapai nilai maksimumnya.

Pada masa ini, tuberkel dimusnahkan dan, akibatnya, kabinet bermula gelongsor.

Foto 1. Roda dan peranti lain digunakan untuk mengurangkan daya geseran gelongsor.

Satu jenis daya geseran baharu timbul - daya geseran gelongsor. Daya ini timbul daripada interaksi permukaan yang menggelongsor antara satu sama lain.

Daya ini dimanifestasikan pada saat pergerakan fizikal (gelongsor) kaki kabinet di atas lantai atau apabila skate pemain hoki atau pemain skate meluncur di permukaan.

Jika kita menterjemahkan apa yang berlaku kepada "bukit-bukit", apabila gelongsor, terdapat pemecahan ikatan antara molekul yang tertumpu di bukit-bukit yang berbeza.

Apabila objek tidak bergerak - iaitu, apabila daya geseran statik bertindak - ketakselanjaran tersebut tidak berlaku.

"Model of hillocks" adalah bersyarat. Ia direka untuk mempersembahkan perkara yang kompleks dalam bahasa yang mudah.

Proses yang sama boleh dijelaskan dengan istilah saintifik yang lebih mendalam, pemahaman yang memerlukan latihan khas daripada pembaca.

Undang-undang fizik yang paling mudah berkaitan dengan daya geseran

Jawapan kepada soalan, apakah daya geseran, boleh diperolehi bukan sahaja dengan mengkaji kedudukan teori, tetapi juga dengan menyelesaikan masalah praktikal.

Untuk menyelesaikan masalah yang berkaitan dengan pengiraan nilai daya geseran, kita memerlukan beberapa fakta saintifik yang mencirikan daya geseran.

Sebagai contoh, vektor daya geseran gelongsor yang dikenakan pada badan dari sisi permukaan gelongsor sentiasa diarahkan ke arah bertentangan dari arah vektor halaju objek.

Jika arah halaju berubah, arah daya geseran gelongsor juga akan berubah. Kebergantungan daya geseran pada halaju adalah ciri pembezaan penting yang wujud dalam daya ini (yang, sebagai contoh, tidak terdapat dalam daya graviti atau daya keanjalan).

Model geseran kering yang paling mudah dicirikan oleh tindakan undang-undang berikut:

. Daya geseran gelongsor adalah sama dengan nilai maksimum daya geseran statik.

. Pekali geseran tidak bergantung pada luas permukaan yang berinteraksi, mahupun pada kelajuan objek yang berinteraksi secara relatif antara satu sama lain.

. Terdapat hubungan berkadar terus antara daya tindak balas sokongan dan nilai mutlak daya geseran gelongsor, dikira dengan formula: f = µN.

Pekali perkadaran µ dipanggil pekali geseran.

Ahli fizik telah mengira pekali geseran untuk puluhan ribu pasangan bahan.

Sebagai contoh, pekali geseran statik untuk pasangan "getah - asfalt kering" ialah 0.95, dan pekali geseran gelongsor untuk pasangan yang sama berbeza dari 0.5 hingga 0.8.

Dengan menukar sifat objek yang berinteraksi, adalah mungkin untuk mempengaruhi magnitud daya geseran yang berlaku semasa interaksi mereka.

Contohnya, menambah baik bentuk luaran kereta lumba atau corak bunga tayar yang digunakan membolehkan anda meningkatkan kelajuannya dengan mengurangkan daya geseran gelongsor.

Geseran berlaku apabila jasad bersentuhan langsung, menghalang pergerakan relatifnya, dan sentiasa diarahkan sepanjang permukaan sentuhan.

Daya geseran adalah bersifat elektromagnet, begitu juga dengan daya kenyal. Geseran antara permukaan dua jasad pepejal dipanggil geseran kering. Geseran antara jasad pepejal dan medium cecair atau gas dipanggil geseran likat.

Membezakan geseran statik, geseran gelongsor dan geseran bergolek.

Geseran rehat- berlaku bukan sahaja apabila menggelongsor satu permukaan pada permukaan yang lain, tetapi juga apabila cuba menyebabkan gelongsor ini. Geseran statik mengekalkan beban pada tali pinggang penghantar yang bergerak daripada tergelincir, memastikan paku terdorong ke dalam papan, dsb.

Daya geseran statik ialah daya yang menghalang berlakunya pergerakan satu badan berbanding dengan yang lain, sentiasa diarahkan terhadap daya yang dikenakan dari luar selari dengan permukaan sentuhan, berusaha untuk memindahkan objek dari tempatnya.

Semakin besar daya yang cenderung untuk menggerakkan badan, semakin besar daya geseran statik. Walau bagaimanapun, untuk mana-mana dua badan yang bersentuhan, ia mempunyai beberapa nilai maksimum (F tr.p.) maks, lebih daripada yang tidak boleh, dan yang tidak bergantung pada kawasan sentuhan permukaan:

(F tr.p.) maks = μ p N,

di mana μ hlm- pekali geseran statik, N- menyokong daya tindak balas.

Daya geseran statik maksimum bergantung pada bahan badan dan kualiti pemprosesan permukaan yang bersentuhan.

Geseran gelongsor. Jika kita mengenakan daya pada jasad yang melebihi daya geseran statik maksimum, jasad akan bergerak dan mula bergerak. Geseran semasa rehat akan digantikan dengan geseran gelongsor.

Daya geseran gelongsor juga berkadar dengan daya tekanan normal dan daya tindak balas sokongan:

F tr \u003d μN.

geseran bergolek. Jika jasad itu tidak menggelongsor pada permukaan jasad lain, tetapi, seperti roda, bergolek, maka geseran yang berlaku pada titik sentuhan dipanggil geseran bergolek. Apabila roda bergolek di sepanjang jalan, ia sentiasa ditekan ke dalamnya, jadi sentiasa ada benjolan di hadapannya, yang mesti diatasi. Inilah yang menyebabkan geseran bergolek. Geseran bergolek kurang, lebih sukar jalan.

Daya geseran bergolek juga berkadar dengan daya tindak balas sokongan:

F tr.qual = μ qual N,

di mana μ kualiti- pekali geseran bergolek.

Kerana ia μ kualiti<< μ , pada beban yang sama, daya geseran bergolek adalah jauh lebih rendah daripada daya geseran gelongsor.

Punca daya geseran adalah kekasaran permukaan jasad yang bersentuhan dan tarikan antara molekul pada titik sentuhan jasad gosokan. Dalam kes pertama, permukaan yang kelihatan licin sebenarnya mempunyai penyelewengan mikroskopik yang, apabila menggelongsor, menangkap satu sama lain dan mengganggu pergerakan. Dalam kes kedua, daya tarikan ditunjukkan walaupun dengan permukaan yang digilap dengan baik.

Pepejal yang bergerak dalam cecair atau gas dipengaruhi oleh daya rintangan sederhana, diarahkan terhadap kelajuan badan berbanding dengan persekitaran dan memperlahankan pergerakan.

Daya rintangan medium hanya muncul semasa pergerakan badan dalam medium ini. Tiada apa-apa seperti daya geseran statik di sini. Sebaliknya, objek di dalam air adalah lebih mudah untuk bergerak daripada di permukaan yang keras.