Силы сопротивления

1. Определение силы трения
2. Разновидности силы трения
3. Силы трения при высоких скоростях перемещения тел

При перемещении любого тела в любой среде между поверхностями появляется сопротивление, именуемое силой трения.

Определение силы трения

Силы трения определяются при помощи третьего закона Ньютона, в соответствии с которым сила сопротивления приравнивается силе, с которой необходимо воздействовать на тело, чтобы перемещать его равномерно по горизонтальной поверхности. Ее измеряют, используя динамометр.

Значение силы трения прямо пропорционально зависит от массы тела и материала, из которого оно состоит. Также следует учитывать коэффициент u, зависящий от материала поверхности опоры. Кроме того, для расчета силы трения используют ускорение свободного падения \(g=9.8  м⁄с^2\) .

Не нашли то, что искали?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип работы Выберите тип работыКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

При движении тела высоко над землей, силы сопротивления зависят от плотности воздуха, скорости перемещения тела. При небольшой скорости движения силу трения определяют по формуле:
\(F=va\),
где \(v\) – скорость перемещения тела;
      \(a\) – коэффициент сопротивления воздуха.

Разновидности силы трения

Силы сопротивления бывают разных видов:

• сила трения качения \(P_f\). Зависит от вида и структуры поверхности опоры, скорости перемещения тела, давления окружающей среды и прочих факторов. Коэффициент сопротивления качению \(f \) зависим от типа и состояние поверхности опоры, и обратно пропорционален температуре и давлению.
• сила трения воздуха (лобовое сопротивление) \(P_вл\). Появляется из-за разности давлений. Этот показатель зависит от вихреобразований вокруг предмета движения, которые в свою очередь зависят от формы перемещающегося предмета.

Более значимо на сопротивление будет влиять перемещение передней части предмета. Таким образом, при формировании закругления в передней и задней части предмета можно снизить показатель сопротивления до 72%. Сила лобового сопротивления рассчитывается следующим образом:

\(P_вл=c_x pF_в  {v^2\over 2},\)

где \(c_x\) – коэффициент обтекаемости или лобового сопротивления;
      \(p\) – плотность среды;
     \(F_в\) – площадь лобового сопротивления (миделевого сечения).
Сила трения воздуха направлена противоположно вектору скорости перемещения тела. Ее рассматривают как сконцентрированную силу, приложенную к центру парусности тела, которая может не совпадать с центром его тяжести.

Сложно разобраться самому?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип задания Выберите тип заданияКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

По второму закону ньютона сила сопротивления ускорению тела, совершающего поступательные движения, определяется так:

\(P_j=m {dv\over dt},\)

где \(m\) – масса объекта;
      \({dv\over dt}\) – ускорение центра масс.

Силы трения при высоких скоростях перемещения тел

При небольших скоростях перемещения тел силы сопротивления зависят от скорости такого перемещения, вязкости среды и размеров тела. А вот при высоких скоростях все обстоит немного по-другому.
В воздухе и воде законы вязкости в данном случае не дают полную картину. Даже при скорости в \(1 см/с\) эти законы действуют только для небольших тел.

Если движение тела медленное, то жидкость плавно обтекает тело, и в данном случае силу сопротивления можно приравнять к силе вязкого трения.

При высокой скорости движения тела за ним возникает сложное движение среды. Здесь появляются и исчезают различные струи, потоки, формирующие необычные фигуры завихрений. Данное движение называется турбулентным.

Сила турбулентного сопротивления зависит немного по-другому от скорости и размеров объекта, нежели при вязком трении. Данная величина будет пропорциональна квадратам скорости и размеров тела. Вязкостью среды пренебрегают, а вот ее плотность имеет значение. Силу турбулентного сопротивления определяют так:

\(F=pv^2 L^2,\)где \(v\) – скорость перемещения тела;
       \(L\) – размеры тела;
       \(p\) – плотность среды.