Fins i tot durant els anys escolars, a setè o vuitè grau, cada persona es familiaritza amb un nou concepte de física dinàmica: la fricció. Tanmateix, molts, havent madurat, obliden què és la fricció i com funciona aquesta força. Intentem entendre aquest tema.
Definició del concepte
La fricció és un fenomen que té el significat següent: quan dos cossos entren en contacte entre ells, es forma una interacció especial en el lloc del seu contacte, impedint que els cossos continuïn movent-se entre ells. És evident que és possible calcular el valor de la interacció d'aquests cossos. La força de fricció caracteritza aquesta interacció quantitativament. Si es produeix fricció entre cossos rígids (per exemple, la interacció d'un llibre amb una prestatgeria o una poma amb una taula), aquesta interacció s'anomena fricció seca.
S'ha d'entendre que la fricció és una força que té una naturalesa electromagnètica. Això vol dir que la causa d'aquesta força és la interacció entre les partícules que formen aquest o aquell cos.
Què és la fricció?
A causa de la varietat d'articles que hi ha al nostre món, podeu fer-hodeterminar que cadascun d'ells té la seva pròpia estructura i té propietats individuals. Això vol dir que la interacció entre diferents elements serà diferent. Per a una correcta comprensió de l'essència i la solució competent de molts problemes de la física, és habitual separar condicionalment tres tipus de fricció. Per tant, analitzem-ne cadascun per separat:
- La primera fricció és la fricció estàtica que es produeix quan no hi ha moviment relatiu de dos cossos. Podem veure'n exemples a tot arreu, perquè la força generada per aquesta fricció manté els objectes en equilibri. Per exemple, mercaderies en una cinta transportadora en moviment, un clau clavat a una paret o una persona a terra.
- La fricció lliscant és condicionalment la segona fricció. El valor del lliscament es defineix de la següent manera: quan s'aplica una força a un cos en equilibri que és més gran que la força de fricció estàtica, la força de fricció de lliscament comença a actuar i el cos es mou.
- I, finalment, la fricció rodant, que explica la interacció de dos cossos, un dels quals roda sobre la superfície de l' altre. La diferència en la fricció de rodament i lliscament s'explica pel fet que amb qualsevol moviment, les àrees del cos es desplacen al llarg de la superfície de contacte i, en lloc de trencar-se enllaços intermoleculars, se'n formen de nous. I en el cas que la roda roda sense lliscar, els enllaços moleculars es trenquen molt més ràpidament quan s'aixequen les seccions de la roda que quan llisquen. Resulta que la força de fricció de rodament és menor que la força de lliscament.
On i com es pot utilitzar la fricció?
La fricció ésun fenomen insubstituïble, sense el qual no podríem fer coses elementals: caminar, seure o simplement agafar objectes a les mans. Per tant, no subestimeu la importància de la fricció. Com va dir el físic francès Guillaume: "Si no hi hagués fricció, la nostra Terra estaria sense una sola rugositat, seria com una gota líquida".
Potser el millor exemple que caracteritza amb més precisió la fricció és el funcionament d'una roda. Fins i tot a l'antiguitat, es va notar que les forces de fricció de rodament són molt menors que les forces de fricció de lliscament. Van ser els avantatges innegables de la fricció de rodament els que van fer que la gent posés troncs o corrons per moure càrregues pesades i voluminoses. Amb el pas del temps, la gent va millorar el seu coneixement de les increïbles propietats de la fricció rodant, va observar el moviment dels objectes sota la influència de les forces de fricció i finalment va inventar la roda! En el món modern, és impossible imaginar la vida sense aquestes peces insubstituïbles, perquè les rodes són els segons "motors" de qualsevol transport!
Com calcular el valor de la força de fregament?
Com qualsevol altra força, la força de fricció té valors enters. Per determinar amb precisió quanta força es requereix per al moviment o altres tipus de treball, cal calcular la força de fricció estàtica. Els enginyers solen fer això quan, per exemple, construeixen fàbriques o inventen nous dispositius. Tanmateix, fins i tot els escolars ordinaris s'enfronten a determinades tasques on cal calcular la força de fricció. Així que per comptar-hovalor, només cal que utilitzeu una fórmula senzilla: Ffricció=KN, on k és el coeficient de fricció. El valor de tots els coeficients sempre depèn de la superfície de l'objecte sobre el qual el cos es mou o interactua. "N" a la nostra fórmula significa la força de reacció del suport sobre el cos. Depèn principalment de la massa del cos que està en contacte amb la superfície del suport.
Calculeu el valor de la força en el problema
Suposem que un cos de massa m=3 kg està en un tauler horitzontal. El coeficient de fricció entre el tauler de fusta i el cos és de 0,3 Com es pot trobar el valor de la força de fregament? És molt senzill, només cal connectar els nostres valors a la fórmula. Només cal tenir en compte que N en aquest cas és igual al pes del cos (segons la 3a llei de Newton). Per tant, la força desitjada és (mg)k=(3 kg10 m/s2)0, 3=9 H.
