Силы упругости и трения в классической механике

По просьбе нашего читателя постараемся описанную тему от 08:45 | 06.08.2015 раскрыть ещё глубже, сегодня рассмотрим Силы упругости и трения в классической механике. Не будем разливать воду, а преступим рассмотрению этого вопроса.

Основное положение

Рисунок 3. Сила трения в механике.

Замечание 2

Деформация проявляется в изменении формы, размеров и объемов тела и может быть спровоцирована воздействием на тело внешних сил, приложенных к нему. Различают такие виды деформации:

• растяжения (сжатия) - существует односторонняя и двусторонняя;
• изгиба;
• кручения;
• сдвига.

Силы трения появляются в моменты относительного перемещения соприкасающихся поверхностей твердых тел, газа и слоев жидкости. Существуют внутренние (сопутствующие и противодействующие относительному перемещению частей в отношении одного тела, что относится к слоям газа или жидкости) и внешние (речь идет о перемещении двух тел, пребывающих в соприкосновении друг с другом) трения.

В процессе движения в отношении друг друга двух сухих поверхностей твердых тел формируются силы сухого трения, при котором имеет место трение покоя. Причиной возникновения таких сил физики называют шероховатости соприкасающихся поверхностей микро- и макро- типа.

В случае относительного перемещения одной поверхности по другой, их неровности ударяются друг о друга и ломаются, что провоцирует возникновение дополнительного сопротивления. Максимальное значение силы трения покоя равнозначно по величине и противоположно по своему направлению силе, побуждающей тело к движению.

Законы, которым подчиняется сухое трение, установили в рамках экспериментов французские физики Ш. Кулон и Г. Амонтон:

• первый закон заключается в силе трения, зависящей от качества обработки поверхности;
• второй закон характеризует пропорциональность величины максимальной силы трения покоя силе нормального давления;
• третий закон описывает силу трения, не зависящую в определенных пределах от относительной скорости движения тел.

При сухом трении возникают существенные по своему воздействию силы, и по этой причине оно применяется исключительно в случаях, когда требуется значительное торможение (тормозные колодки и баллоны у автомобилей, например).

Уменьшить силу сухого трения возможно до определенных пределов, однако данные возможности ограничены, поэтому в случаях, где требуется уменьшить силу сухого трения, его стараются заменить либо трением качением, либо жидким трением.

Наличие смазки предусматривает два режима. При первом режиме слой смазки настолько мал, что приходится брать в учет силы межмолекулярного взаимодействия, трущихся друг о друга поверхностей (ограниченная смазка).

Второй режим предполагает такой толстый слой смазки, что это существенно превышает сферу действия сил между атомами соприкасающихся поверхностей. Данный слой при этом заполняет собой все неровности взаимодействующих друг с другом тел.

Сухое трение в этом случае заменяется трением внутри жидкости, сила которого становится зависимой от скорости. С повышением скорости сила трения начинает возрастать линейным образом, а впоследствии она становится пропорциональной квадрату скорости.

Заключение

Конечно можно много говорить по теме Силы упругости и трения в классической механике, но основную суть мы изложили по этому вопросу. Если вам нужно дополнительная консультация, пожалуйста пишите ваши сообщения нам на почту. Все поступившие вопросы рассматриваются и не остаются без ответа.