Силы в механике

Причина появления трения качения заключается  в следующем. Под действием силы тяжести круглое твердое тело (например, шар или колесо), находящееся на плоской поверхности, деформируется, вследствие чего оно опирается не на одну точку, а на площадку больших или меньших размеров. Это приводит к тому, что, когда тело начинает катиться, точка А приложения реакции опоры смещается немного вперед от вертикали, проходящей через центр тяжести тела, а линия действия силы реакции опоры R отклоняется немного назад от этой вертикали. При этом нормальная составляющая R_н = N реакции опоры компенсирует силу тяжести F (т.е. R_н =-F), а не скомпенсированная тангенциальная составляющая R_т реакции опоры направлена против движения тела и играет роль силы трения качения F_к. Модуль силы трения качения F_к определяют по закону

F_к = K_к·N/r    

где K_к-безразмерный коэффициент трения качения; N=R_н - модуль нормальной составляющей силы реакции опоры; r - радиус катящегося тела.

Если  мы сравним между собой коэффициенты всех видов внешнего трения для каких-либо двух материалов, из которых изготовлены  соприкасающиеся тела, то увидим, что f_п>f_c>K_k, т. е. при прочих равных условиях наибольшим является трение покоя, а наименьшим - трение качения.   

 Французские физики Г. Амонтон и Ш. Кулон установили закон: сила трения скольжения F_тр пропорциональна силе N нормального давления, с которой одно тело действует на другое:

F_тр=fN,

где f- коэффициент трения скольжения, зависящий от свойств соприкасающихся поверхностей.    

 Для гладких поверхностей определённую  роль играет межмолекулярное  притяжение. Для них применяется закон трения скольжения:

F_тр=f_ист(N+Sp₀)

 

 

 

 

 

Закон Сохранения Импульса

 

Импульсом называют векторную величину, равную произведению массы тела на ее скорость:

При взаимодействии тел замкнутой  системы полный импульс системы остается неизменным:

Закон сохранения импульса есть следствие  второго и третьего законов Ньютона. Пример использования закона сохранения импульса.

Рассмотрим неупругое столкновение, при котором выполняется закон  сохранения импульса. Пусть при абсолютно  неупругом столкновении двух тел  их скорость будет общей после  удара. Ее нужно определить. Напишем  векторное уравнение, соответствующее  закону сохранения импульса системы:

После проецирования векторов на выбранную  ось получим скалярное уравнение, которое позволит определить искомую  величину v_общ. Еще один пример - реактивное движение. Рассмотрим простейший случай этого движения, при котором происходит одномоментное взаимодействие - выстрел из винтовки.

До выстрела скорости винтовки и  пули были равны нулю. После выстрела они имели различные скорости. Если известна скорость пули, ее масса и масса ружья, можно определить скорость, которую приобрело ружье после выстрела:

Отсюда после проецирования векторов на выбранную ось получим:

 

 

 

 

 

 

 

                        

                            

 

                    Заключение

 

 

 

   Основной раздел классической механики составляют законы Ньютона ,сформулированные в 1687 году. Они являются незыблемым фундаментом научного познания и позволяют решить многие задачи механики , а  так же записать уравнения движения для любой механической системы . Законы Ньютона играют исключительную роль в механике и являются обобщением результатов огромного человеческого опыта. Их рассматривают как систему взаимосвязанных  законов. Важно понимать, что эти законы имеют ограниченную область применения.

    Сегодня мы постоянно пользуемся творениями великого ученого. Можно утверждать ,что на всей физике лежал индивидуальный  отпечаток его мысли, наука без него развивалась бы иначе.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     Список используемой литературы

 

 

 

 

Кибец И.Н.,Кибец В.И. Физика: справочник-Харьков:Фолио;Ростов н/Д: Феникс,1997

Трофимова Т.И. Курс физики: Учебное пособие для вузов- М: Высшая школа, 2003