Сила трения в физике и ее видыВзаимодействие, которое возникает в месте соприкосновения двух тел и препятствует их относительному движению, называют трением. А силу, которая характеризует это взаимодействие, называют силой трения.Различают три вида трения: трение скольжения, трение покоя и трение качения. Трение покояВ нашем случае, когда мы пытались сдвинуть шкаф с места, мы пыхтели, толкали, краснели, но не сдвинули шкаф ни на дюйм. Что удерживает шкаф на месте? Сила трения покоя. Теперь другой пример: если мы положим руку на тетрадь и будем двигать ее по столу, то тетрадь будет двигаться вместе с нашей рукой, удерживаемая все той же силой трения покоя.Трение покоя удерживает вбитые в стену гвозди, мешает самопроизвольно развязываться шнуркам, а также держит на месте наш шкаф, чтобы мы, случайно опершись на него плечом, не задавили любимого кота, который вдруг улегся подремать в тишине и покое между шкафом и стеной.Трение скольженияВернемся к нашему пресловутому шкафу. Мы, наконец, сообразили, что сдвинуть его в одиночку нам не удастся и позвали на соседа. В конце концов, исцарапав весь пол, вспотев, напугав кота, но, так и не выгрузив вещи из шкафа, мы передвинули его в другой угол.Что мы обнаружили, кроме клубов пыли и не обклеенного обоями куска стены? Что, когда мы приложили силу, превышающую силу трения покоя, шкаф не просто сдвинулся с места, но и (с нашей естественно) продолжил двигаться дальше, до нужного нам места. И усилия, которые приходилось затрачивать на его передвижение, были примерно одинаковы на всем протяжении пути.В данном случае нам мешала сила трения скольжения. Сила трения скольжения, как и сила трения покоя, направлена в сторону, противоположную приложенному воздействию.Трение каченияВ случае, когда тело не скользит по поверхности, а катится, то, возникающее в месте контакта трение, называют трением качения. Катящееся колесо немного вдавливается в дорогу, и перед ним образуется небольшой бугорок, который приходится преодолевать. Именно этим и обусловлено трение качения.Чем тверже дорога, тем меньше трение качения. Именно поэтому ехать по шоссе намного легче, чем по песку. Трение качения в подавляющем большинстве случаев ощутимо меньше трения скольжения. Именно поэтому повсеместно применяют колеса, подшипники и так далее.Причины возникновения сил тренияПервая – это шероховатость поверхности. Это хорошо понятно на примере досок пола или поверхности Земли. В случае же более гладких поверхностей, например, льда или покрытой металлическими листами крыши, шероховатости почти не видны, но это не значит, что их нет. Эти шероховатости и неровности цепляются друг за друга и мешают движению.Вторая причина – это межмолекулярное притяжение, которое действует в местах контакта трущихся тел. Однако, вторая причина проявляется, в основном, лишь в случае очень хорошо отполированных тел. В основном же, мы имеем дело с первой причиной возникновения сил трения. И в таком случае, чтобы уменьшить силу трения, часто применяют смазку.Слой смазки, чаще всего жидкий, разъединяет трущиеся поверхности, и трутся между собой слои жидкости, сила трения в которых в разы меньше.
Молекулы любого вещества движутся. Какие явления, кроме «бесконечного танца» мельчайших частиц пыльцы, происходят вследствие движения молекул? Проведем опыт. Аккуратно опустим на дно стакана с водой кристаллик йода. Мы увидим, как изменяется цвет воды сначала около кристаллика, затем — дальше от него. Постепенно вся вода в стакане окрашивается. Что же произошло? Сначала в том месте, куда попал кристаллик йода, молекул йода было значительно больше, чем молекул воды. Однако молекулы йода движутся, постепенно прокладывая путь между молекулами воды. Так же ведут себя и молекулы воды. Благодаря движению происходит проникновение молекул одного вещества между молекулами другого. Но что означает — «между молекулами! Неужели между ними есть пустоты? В это трудно поверить, поскольку вода кажется нам «сплошной». Однако расстояния между молекулами в жидкости существуют. Они сравнимы с размерами самих молекул. Пустоты есть во всех веществах, благодаря им молекулы перемещаются. Вот и молекулы воды и йода воспользовались этими пустотами: произошло их взаимное перемешивание. Перемещение молекул приводите тому, что через некоторое время во всем объеме жидкости окажется одинаковое количество молекул йода. Движение молекул, приводящее к переносу вещества называется диффузией. Опыт диффузия. Молекулы. Диффузия-опыты.
Проведем опыт.
Аккуратно опустим на дно стакана с водой кристаллик йода. Мы увидим, как изменяется цвет воды сначала около кристаллика, затем — дальше от него. Постепенно вся вода в стакане окрашивается.
Что же произошло? Сначала в том месте, куда попал кристаллик йода, молекул йода было значительно больше, чем молекул воды. Однако молекулы йода движутся, постепенно прокладывая путь между молекулами воды. Так же ведут себя и молекулы воды. Благодаря движению происходит проникновение молекул одного вещества между молекулами другого.
Но что означает — «между молекулами! Неужели между ними есть пустоты? В это трудно поверить, поскольку вода кажется нам «сплошной». Однако расстояния между молекулами в жидкости существуют. Они сравнимы с размерами самих молекул. Пустоты есть во всех веществах, благодаря им молекулы перемещаются. Вот и молекулы воды и йода воспользовались этими пустотами: произошло их взаимное перемешивание.
Перемещение молекул приводите тому, что через некоторое время во всем объеме жидкости окажется одинаковое количество молекул йода. Движение молекул, приводящее к переносу вещества называется диффузией.
Опыт диффузия. Молекулы. Диффузия-опыты.