Что такое Сила трения?

Опубликовано: 24 Февраля, 2023

Сила трения — это противодействующая сила, когда две поверхности соприкасаются друг с другом, чтобы двигаться либо в одном, либо в противоположных направлениях. Поскольку трение - это сила, которая противодействует или сопротивляется движению объекта, который вступает в контакт и скользит друг относительно друга. Следовательно, сила трения является контактной силой. Трение – это сила, всегда противодействующая движению. Силы трения в основном зависят от текстуры поверхности объектов, которые соприкасались друг с другом, и от силы, действующей на них. Силы трения подразделяются на четыре различных типа: трение качения, скольжения, статическое и кинетическое трение. Еще одним важным видом трения является жидкостное трение.

Сила трения

The frictional force is the forcecreated when two surfaces come into touch with each other and slide against each other. 

Эти силы в основном зависят от шероховатости поверхности и величины силы, необходимой при их объединении. На объем силы трения влияют угол и положение объекта. Силы притяжения являются основной причиной трения между телами.

Сила трения между двумя поверхностями всегда действует противоположно приложенной силе, как показано на рисунке выше. Текстура поверхности и величина силы, сталкивающей их вместе, оказывают большое влияние на силу трения. Положение и угол объекта влияют на силу трения. Сила трения равна массе предмета, когда он прижат к другому предмету. Когда мы прижимаем предмет к поверхности другого предмета, сила трения увеличивается и превышает вес толкаемого предмета.

Формула силы трения

Максимальную силу трения, приложенную к объекту поверхностью, можно легко рассчитать по следующей формуле:

Ffrict = µ × Fnorm

where,

  • µ is the coefficient of friction, and 
  • Fnorm refers to the normal force acting upon the said object, given as F = mg (where m is the mass and g is the acceleration due to gravity).

Блок силы трения

  • Единицей силы трения является кг.м/с 2 или ньютон (Н).
  • Размерная формула силы трения [MLT -2 ].

Факторы, влияющие на силу трения

Величина силы трения зависит от следующих факторов, перечисленных ниже:

  • Текстуры поверхности и количество силы, сталкивающей их вместе, оказывают большое влияние на эти силы.
  • На величину силы трения влияют положение и угол, под которым находится объект.
  • Сила трения будет равна весу предмета, если его положить на другой предмет.
  • Сила трения увеличится и превысит вес предмета, если предмет будет прижат к поверхности.

Однако сила трения между двумя поверхностями не зависит от фактической площади контакта.

Виды сил трения

Ниже приведены два основных типа сил трения в зависимости от типа контактирующего материала:

Сухое трение

When two solid bodies come into contact, both when they are moving (kinetic friction) and when they are not, there is a reaction known as Dry friction (static friction). 

Нормальная сила, приложенная между твердыми телами, определяет величину трения как в статическом, так и в кинетическом отношении. Различные коэффициенты трения используются для представления взаимодействия различных материалов. Отсюда следует, что при заданной нормальной силе между двумя веществами одни вещества оказывают большее сопротивление движению, чем другие.

Based on the type of motion between the two objects, the frictional force may be classified as:

Static Frictional Force – Static friction is the amount of resistance that exists between an object and the surface it is resting on. The basic condition for moving an object that is resting on a surface involves applying a force that is greater than the frictional force generated by the surface. Another name for it is limiting frictional force. Static friction includes things like walking, rock climbing, and other activities.

Kinetic Frictional Force – When the box is sliding, kinetic friction develops beyond the point of coming motion. When there is kinetic friction, the normal force between the box and the surface multiplied by the kinetic coefficient of friction will equal the amount of friction force opposing motion. Although it also rests on the two objects in contact, the kinetic coefficient of friction is nearly always less than the static coefficient.

Rolling Frictional Force – Rolling friction is defined as the resistance created when one body is forced to roll across the surface of another. In comparison to kinetic friction, it is considerably less. Some of the applications where rolling friction can be easily seen include roller skates, ball bearings, etc.

Sliding Frictional Force – When one object is dragged across the surface of another, sliding friction results. Compared to static friction, it is weaker. Examples of sliding friction include dragging a block that is kept on the table, writing, playing on a slide, etc.

Жидкостное трение

A substance that can flow and can adopt the shape of the container in which it is kept is called a fluid. Fluid friction is the term for the resistance that a liquid or gas offers to a moving object. Hence, in simple words, the frictional force exerted by fluids is called the fluid friction.

Сила сопротивления воздуха или сила сопротивления — это термин, используемый для описания силы трения, создаваемой воздухом. Жидкостное трение затрудняет ходьбу по бассейну с водой в разгар шторма.

Примеры силы трения

Вот несколько различных примеров из реальной жизни, когда мы сталкиваемся с различными типами силы трения, а именно:

  • Скольжение саней. Скольжение саней по обледенелой поверхности является хорошим примером трения скольжения. Величина трения между объектом и поверхностью уменьшается за счет льда, отложившегося на земле или земле. Отсутствие трения на поверхности позволяет предметам на ней легко скользить и скользить.
  • Ходьба. Только когда есть сила трения между землей и ногами, человек может идти. Поскольку трение является контактной силой, оно существует между точками пересечения. Это помогает в создании прочной связи между ногой и землей. Чтобы продолжить, у вас должен быть надежный контакт. Поскольку сила, действующая на землю, равна и противоположна силе трения, создаваемой землей, в этой ситуации также действует третий закон движения Ньютона.
  • Альпинизм - сила, которая имеет тенденцию препятствовать способности альпиниста двигаться по скале, можно почувствовать, когда он это делает. Сила трения - это термин, данный этой силе. Скалолазание зависит от трения, чтобы создать надежное сцепление между ногами или руками альпиниста и поверхностью скалы. Он помогает взобраться на скалу и предотвращает соскальзывание рук и ног альпиниста.
  • Трение рук. Трение скольжения иллюстрируется трением рук друг о друга. Сила, противодействующая этому движению рук, активируется, когда они соприкасаются друг с другом. Сила трения — это сила сопротивления движению, направленная в сторону, противоположную направлению движения рук, и именно она создает тепловую энергию.

Часто задаваемые вопросы о силе трения

Вопрос 1: Дайте определение силе трения.

Отвечать:

The frictional force is the force created when two surfaces come into touch with each other and slide against each other. 

Вопрос 2: Какие факторы влияют на силу трения?

Отвечать:

The two important factors that influence the friction force the most are:

  • Nature of the two surfaces in contact, and
  • Nature of the force that are acting on these surfaces.

Вопрос 3: Как рассчитать силу трения?

Отвечать:

The frictional force can be calculated by using the following formula:

Ffrict = µ × Fnorm

where,

  • µ is the coefficient of friction, and 
  • Fnorm refers to the normal force acting upon the said object, given as F = mg (where m is the mass and g is the acceleration due to gravity).

Вопрос 4: Какова единица силы трения?

Отвечать:

The unit of frictional force in SI unit is kg.m/s2 or Newton (N).

Вопрос 5: Объясните, как смазка уменьшает силу трения между объектами?

Отвечать:

The lubricants cover the surface imperfections where the contact is made. Thus, friction is decreased when moving objects make touch with a lubricant.

Вопрос 6: Приведите два примера силы трения.

Отвечать:

Following are the two examples of frictional force:

  • Only when there is a force of friction between the ground and the feet can one walk. Since friction is a contact force, it exists between the points of the intersection. It helps in creating a solid connection between the foot and the ground. 
  • A force that tends to resist the climber’s ability to move on the rock can be felt when they do. Frictional force is the term given to this force.

Вопрос 7: Как рассчитывается максимальное статическое трение?

Отвечать:

The maximum force of static friction is equal to thecoefficient of static friction times the normal force on an object.

Вопрос 8: Какую работу совершает сила трения?

Отвечать:

The work done by frictional force is always negative.

Статьи по Теме

  • Types of Friction
  • Difference between Static Friction and Dynamic Friction
  • Pressure