Най-важното от урока
Видове триене: Триенето при покой задържа телата на място. Триенето при плъзгане действа на движещи се тела и е насочено срещу движението. Максималното триене при покой е по-голямо от това при плъзгане.
Изчисляване: Силата на триене при плъзгане е \( F_{тр} = \mu N \). Коефициентът \( \mu \) зависи от повърхностите.
ABS: Тази система подобрява спирането, като използва по-голямата сила на триене при покой (търкаляне), вместо по-малката при плъзгане (хлъзгане).
Съпротивление на въздуха: То е вид триене, което се увеличава силно с нарастване на скоростта.
Изчисляване: Силата на триене при плъзгане е \( F_{тр} = \mu N \). Коефициентът \( \mu \) зависи от повърхностите.
ABS: Тази система подобрява спирането, като използва по-голямата сила на триене при покой (търкаляне), вместо по-малката при плъзгане (хлъзгане).
Съпротивление на въздуха: То е вид триене, което се увеличава силно с нарастване на скоростта.
Сила на триене при покой (\(F_{тр,пок}\)) възниква, когато върху тяло действа сила, но то остава в покой. Тази сила уравновесява приложената сила до достигане на максимална стойност (\(F_{тр,max}\)).
Сила на триене при плъзгане (\(F_{тр,плъзг}\)) възниква, когато тялото се движи. Тя е насочена в посока, противоположна на движението, и обикновено е по-малка от максималната сила на триене при покой.
Когато бутате тежък шкаф, в началото той не помръдва заради триенето при покой. Когато приложите достатъчно голяма сила, той тръгва и бутането става малко по-лесно, защото триенето при плъзгане е по-малко.
Ако бутате книга по масата и я пуснете, коя сила я кара да спре?
Отговор: Силата на триене при плъзгане.
Големината на силата на триене при плъзгане се изчислява като произведение на коефициента на триене и силата на реакция на опората.
\[ F_{тр} = \mu N \]
\( \mu \) (мю) е коефициент на триене, а \( N \) е силата на реакция на опората.
Коефициентът на триене (\(\mu\)) е безразмерна величина, която зависи от грапавината на допиращите се повърхности. По-гладките повърхности имат по-малък коефициент на триене.
Ако коефициентът на триене между гума и сух асфалт е \(\mu = 0.8\), а силата на реакция на опората е \(N = 1000 \, \text{N}\), силата на триене е:
\( F_{тр} = 0.8 \cdot 1000 \, \text{N} = 800 \, \text{N} \)
\( F_{тр} = 0.8 \cdot 1000 \, \text{N} = 800 \, \text{N} \)
Шейна е натоварена така, че силата на реакция на опората от снега е \(N = 400 \, \text{N}\). Колко е силата на триене при плъзгане, ако коефициентът на триене е \(\mu = 0.05\)?
\( F_{тр} = \mu N = 0.05 \cdot 400 \, \text{N} = 20 \, \text{N} \)
ABS е система в автомобилите, която не позволява на колелата да блокират (да спрат да се въртят) при рязко спиране.
Когато колелото се търкаля, триенето е при покой. Когато се хлъзга (блокирало е), триенето е при плъзгане. Тъй като максималната сила на триене при покой е по-голяма от тази при плъзгане, ABS осигурява по-ефективно спиране.
Предимствата на ABS са:
- Намалява спирачния път.
- Позволява на шофьора да запази контрол над автомобила и да заобиколи препятствие по време на спиране.
Защо автомобил с ABS спира по-бързо от автомобил без ABS на една и съща настилка?
Отговор: Защото ABS използва по-голямата сила на триене при покой (търкаляне), докато блокиралите колела на кола без ABS се хлъзгат, при което действа по-малката сила на триене при плъзгане.
Това е вид триене между повърхността на движещо се тяло и въздуха. Силата на съпротивление е насочена винаги в посока, обратна на движението.
Силата на съпротивление на въздуха нараства значително с увеличаване на скоростта на тялото. Тя зависи и от формата на тялото (аеродинамика).
Състезателните автомобили и самолетите имат аеродинамична (обтекаема) форма, за да се намали съпротивлението на въздуха и да се движат по-бързо и икономично.
Кога усещате по-силно съпротивление от въздуха: когато карате колело бавно или когато се спускате бързо по наклон?
Отговор: Когато се спускате бързо, защото съпротивлението на въздуха се увеличава със скоростта.
Задачи за упражнение
Лесна: Санка тежи толкова, че силата на реакция на опората е \( N = 250 \, \text{N} \). Коефициентът на триене между нея и леда е \(\mu = 0.02\). Каква е силата на триене, която действа на санката при плъзгане?
Използваме формулата \( F_{тр} = \mu N \).
\( F_{тр} = 0.02 \cdot 250 \, \text{N} = 5 \, \text{N} \).
\( F_{тр} = 0.02 \cdot 250 \, \text{N} = 5 \, \text{N} \).
Средна: Защо състезателите по ски спускане носят прилепнали костюми и аеродинамични каски?
За да намалят съпротивлението на въздуха. Аеродинамичната форма на екипировката им позволява да развият по-висока скорост, тъй като силата, която ги забавя, е по-малка.
Трудна: Шофьор на камион забелязва, че разходът на гориво е значително по-висок, когато се движи с 120 km/h, отколкото когато се движи с 80 km/h, дори пътят да е равен. Обяснете защо, използвайки наученото за силите на съпротивление.
Силата на съпротивление на въздуха нараства рязко с увеличаване на скоростта. При 120 km/h тази сила е много по-голяма, отколкото при 80 km/h. За да преодолее по-голямата съпротивителна сила, двигателят на камиона трябва да работи по-усилено и следователно изразходва повече гориво.
