เมื่อแรงเสียดทานเกิดขึ้น แรงเสียดทานเป็นหนึ่งในแนวคิดที่สำคัญที่สุดในพลวัต

หากคุณพยายามย้ายตู้เสื้อผ้าหนัก ๆ ที่เต็มไปด้วยสิ่งต่าง ๆ มันจะชัดเจนทันทีว่าทุกอย่างไม่ง่ายนักและมีบางอย่างรบกวนอย่างชัดเจนกับสาเหตุที่ดีในการจัดวางสิ่งต่าง ๆ อย่างชัดเจน

• และอุปสรรคต่อการเคลื่อนไหวจะไม่มีอะไรมากไปกว่า การทำงานของแรงเสียดทานซึ่งเรียนในวิชาฟิสิกส์ชั้นประถมศึกษาปีที่ 7

เราพบกับแรงเสียดทานในทุกย่างก้าว ในความหมายที่แท้จริงของคำว่า จะแม่นยำกว่าหากกล่าวว่าหากไม่มีแรงเสียดทานเราไม่สามารถแม้แต่จะก้าวเดินได้ เนื่องจากแรงเสียดทานจะทำให้เท้าของเราอยู่บนพื้นผิว

พวกเราทุกคนรู้ดีว่าการเดินบนพื้นผิวที่ลื่นมากคืออะไร - บนน้ำแข็งถ้ากระบวนการนี้สามารถเรียกได้ว่าเป็นการเดินเลย นั่นคือเราเห็นข้อดีที่ชัดเจนของแรงเสียดทานทันที อย่างไรก็ตาม ก่อนที่จะพูดถึงประโยชน์หรือผลเสียของแรงเสียดทาน ให้เราพิจารณาก่อนว่าแรงเสียดทานในฟิสิกส์คืออะไร

แรงเสียดทานในฟิสิกส์และประเภทของมัน

ปฏิสัมพันธ์ที่เกิดขึ้น ณ จุดที่วัตถุทั้งสองสัมผัสกันและป้องกันการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของวัตถุทั้งสองเรียกว่าแรงเสียดทาน และแรงที่แสดงถึงปฏิกิริยานี้เรียกว่าแรงเสียดทาน

• แรงเสียดทานมีสามประเภท:แรงเสียดทานจากการเลื่อน แรงเสียดทานสถิต และแรงเสียดทานจากการกลิ้ง

แรงเสียดทานสถิต

ในกรณีของเรา เมื่อเราพยายามจะย้ายตู้ เราก็ดิ้น ผลัก และหน้าแดง แต่ไม่ได้ขยับตู้สักนิ้วเดียว อะไรทำให้ตู้อยู่กับที่? แรงเสียดทานสถิตย์ อีกตัวอย่างหนึ่ง: ถ้าเราวางมือบนสมุดบันทึกและเคลื่อนมันไปตามโต๊ะ สมุดบันทึกจะเคลื่อนที่ไปพร้อมกับมือของเรา ซึ่งยึดด้วยแรงเสียดทานสถิตเดียวกัน

แรงเสียดทานสถิตตอกตะปูที่ตอกเข้ากับผนัง ป้องกันไม่ให้เชือกผูกรองเท้าหลุดออกเอง และยังยึดตู้เสื้อผ้าของเราให้อยู่กับที่ โดยบังเอิญเราเอาไหล่ไปพิงไว้ ไม่วิ่งทับแมวที่รักของเรา ซึ่งจู่ๆ ก็ล้มตัวลงนอนงีบหลับอย่างสงบ และความเงียบระหว่างตู้เสื้อผ้ากับผนัง

แรงเสียดทานแบบเลื่อน

กลับไปที่ตู้สุภาษิตของเรากันดีกว่า ในที่สุดเราก็ตระหนักว่าเราไม่สามารถเคลื่อนย้ายมันได้โดยลำพังและโทรหาเพื่อนบ้านเพื่อขอความช่วยเหลือ สุดท้ายหลังจากข่วนพื้นทั้งพื้น เหงื่อออก ทำให้แมวกลัว แต่ก็ยังไม่ขนของออกจากตู้ เราก็ย้ายไปอีกมุมหนึ่ง

เราพบอะไรนอกจากเมฆฝุ่นและผนังที่ไม่ปิดด้วยวอลเปเปอร์ เมื่อเราออกแรงที่เกินแรงเสียดทานสถิต ตู้ไม่เพียงแต่เคลื่อนจากที่เดิมเท่านั้น แต่ยัง (ด้วยความช่วยเหลือของเรา) ยังคงเคลื่อนต่อไปไปยังจุดที่เราต้องการ และความพยายามที่ต้องใช้ในการเคลื่อนย้ายก็ประมาณเดียวกันตลอดการเดินทางทั้งหมด

• ในกรณีนี้เราถูกขัดขวาง แรงเสียดทานแบบเลื่อน- แรงเสียดทานแบบเลื่อน เช่น แรงเสียดทานสถิต จะถูกมุ่งไปในทิศทางตรงกันข้ามกับแรงที่กระทำ

แรงเสียดทานแบบกลิ้ง

ในกรณีที่วัตถุไม่เลื่อนบนพื้นผิว แต่กลิ้ง แรงเสียดทานที่เกิดขึ้น ณ จุดที่สัมผัสกันเรียกว่าแรงเสียดทานจากการกลิ้ง ล้อกลิ้งถูกกดลงบนถนนเล็กน้อยและมีก้อนเล็ก ๆ เกิดขึ้นที่ด้านหน้าซึ่งจะต้องเอาชนะให้ได้ นี่คือสิ่งที่ทำให้เกิดแรงเสียดทานจากการกลิ้ง

ยิ่งถนนแข็ง แรงเสียดทานจากการหมุนก็จะน้อยลง นี่คือเหตุผลว่าทำไมการขับรถบนทางหลวงจึงง่ายกว่าการขับบนทรายมาก ในกรณีส่วนใหญ่ แรงเสียดทานจากการกลิ้งจะน้อยกว่าแรงเสียดทานจากการเลื่อนอย่างมาก นั่นคือเหตุผลที่ว่าทำไมล้อ แบริ่ง และอื่นๆ จึงถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลาย

สาเหตุของแรงเสียดทาน

อันดับแรกคือความหยาบของพื้นผิว นี่เป็นที่เข้าใจกันดีโดยใช้ตัวอย่างของแผ่นพื้นหรือพื้นผิวโลก ในกรณีของพื้นผิวเรียบกว่า เช่น น้ำแข็งหรือหลังคาที่ปกคลุมด้วยแผ่นโลหะ ความหยาบแทบจะมองไม่เห็น แต่ไม่ได้หมายความว่าไม่มีอยู่เลย ความหยาบและความผิดปกติเหล่านี้เกาะติดกันและรบกวนการเคลื่อนไหว

เหตุผลที่สองเป็นแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลที่กระทำ ณ จุดสัมผัสกันของวัตถุที่ถูกัน อย่างไรก็ตาม เหตุผลที่สองปรากฏเฉพาะในกรณีของตัวเครื่องที่ขัดเงาอย่างดีเท่านั้น โดยพื้นฐานแล้ว เรากำลังเผชิญกับสาเหตุแรกของแรงเสียดทาน และในกรณีนี้มักใช้สารหล่อลื่นเพื่อลดแรงเสียดทาน

• ชั้นของสารหล่อลื่นซึ่งส่วนใหญ่มักจะเป็นของเหลว จะแยกพื้นผิวที่ถูออก และชั้นของของเหลวที่ถูกันจะเกิดแรงเสียดทานกัน ซึ่งแรงเสียดทานจะน้อยกว่าหลายเท่า

เรียงความในหัวข้อ “แรงเสียดทาน”

ในหลักสูตรฟิสิกส์ชั้นประถมศึกษาปีที่ 7 เด็กนักเรียนจะได้รับ ภารกิจคือเขียนเรียงความในหัวข้อ "แรงเสียดทาน"ตัวอย่างของเรียงความในหัวข้อนี้จะเป็นดังนี้:

“สมมติว่าเราตัดสินใจนั่งรถไฟไปเยี่ยมคุณยายในช่วงวันหยุด และพวกเขาไม่รู้ว่าในเวลานี้ จู่ๆ แรงเสียดทานก็หายไปโดยไม่มีเหตุผลเลย เราตื่นขึ้น ลุกจากเตียง และล้มลง เนื่องจากไม่มีแรงเสียดทานระหว่างพื้นกับขา

เราเริ่มสวมรองเท้าและผูกเชือกรองเท้าไม่ได้ เนื่องจากขาดการเสียดสี โดยทั่วไปบันไดจะยาก ลิฟต์ใช้งานไม่ได้ - อยู่ในชั้นใต้ดินมานานแล้ว เมื่อนับก้าวทั้งหมดด้วยกระดูกก้นกบของฉันแล้วคลานไปที่ป้ายเราก็พบปัญหาใหม่: ไม่มีรถบัสสักคันจอดที่ป้าย

เราขึ้นรถไฟอย่างน่าอัศจรรย์ เราคิดว่ามันสวยงามแค่ไหน - ที่นี่ดี ใช้เชื้อเพลิงน้อยลง เนื่องจากการสูญเสียความเสียดทานลดลงเหลือศูนย์ เราจะไปถึงที่นั่นเร็วขึ้น แต่นี่คือปัญหา: ไม่มีแรงเสียดทานระหว่างล้อกับรางรถไฟ ดังนั้นจึงไม่มีสิ่งใดให้รถไฟเคลื่อนตัวออกไปได้! โดยทั่วไปแล้ว การไปหาคุณยายโดยไม่มีแรงเสียดทานนั้นไม่ใช่โชคชะตา”

ประโยชน์และโทษของแรงเสียดทาน

แน่นอนว่านี่เป็นจินตนาการ และเต็มไปด้วยการเรียบเรียงโคลงสั้น ๆ ในชีวิตทุกอย่างแตกต่างกันเล็กน้อย แต่ในความเป็นจริง แม้ว่าแรงเสียดทานจะมีข้อเสียอย่างเห็นได้ชัด ซึ่งสร้างความยากลำบากมากมายให้กับเราในชีวิต แต่ก็ชัดเจนว่าหากไม่มีแรงเสียดทาน ก็จะมีปัญหาอีกมากมาย ดังนั้นเราจึงต้องพูดถึงทั้งความเสียหายของแรงเสียดทานและประโยชน์ของแรงเสียดทานเดียวกัน

ตัวอย่างแง่มุมที่เป็นประโยชน์ของแรงเสียดทานคุณสามารถพูดได้ว่าเราสามารถเดินบนพื้นได้ เพื่อให้เสื้อผ้าของเราไม่กระจุย เนื่องจากเส้นด้ายในผ้าถูกยึดไว้ด้วยแรงเสียดทานแบบเดียวกัน การเททรายลงบนถนนน้ำแข็งช่วยให้เราปรับปรุงการยึดเกาะตามลำดับ เพื่อหลีกเลี่ยงอุบัติเหตุ

ดี อันตรายจากแรงเสียดทานคือปัญหาของการเคลื่อนย้ายสิ่งของขนาดใหญ่ ปัญหาการสึกหรอของพื้นผิวที่ถู เช่นเดียวกับความเป็นไปไม่ได้ในการสร้างเครื่องจักรที่เคลื่อนที่ตลอดเวลา เนื่องจากแรงเสียดทาน การเคลื่อนไหวใด ๆ ที่ไม่ช้าก็เร็วจะหยุดลงซึ่งต้องได้รับอิทธิพลจากภายนอกอย่างต่อเนื่อง

คนเราได้เรียนรู้การปรับตัวและ ลดหรือเพิ่มแรงเสียดทานขึ้นอยู่กับความต้องการ ซึ่งรวมถึงล้อ การหล่อลื่น การลับคม และอื่นๆ อีกมากมาย มีตัวอย่างมากมายและเห็นได้ชัดว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะพูดอย่างชัดเจน: แรงเสียดทานเป็นสิ่งที่ดีหรือไม่ดี แต่มันมีอยู่จริง และหน้าที่ของเราคือเรียนรู้วิธีใช้มันเพื่อประโยชน์ของมนุษย์

ต้องการความช่วยเหลือในการศึกษาของคุณหรือไม่?

หัวข้อก่อนหน้า: ความสัมพันธ์ระหว่างแรงโน้มถ่วงและมวลกาย: ไดนาโมมิเตอร์
หัวข้อถัดไป:   แรงเสียดทานในธรรมชาติ ชีวิตประจำวัน และเทคโนโลยี: ตัวอย่างเพิ่มเติม

1. แรงเสียดทานเกิดขึ้นเมื่อวัตถุสัมผัสกันโดยตรงและพุ่งไปตามพื้นผิวสัมผัสเสมอ แรงเสียดทานสถิตเกิดขึ้นเมื่อเราใช้แรง F กับวัตถุที่อยู่นิ่งซึ่งไม่ทำให้วัตถุเคลื่อนที่ ในโมดูลัส แรงเสียดทานสถิตจะเท่ากับแรงที่กระทำ F และอยู่ตรงข้ามกับแรงที่กระทำกับวัตถุที่อยู่นิ่งขนานกับพื้นผิวที่สัมผัสกับวัตถุอื่น

2. แรงเสียดทานสถิตกระทำกับโต๊ะที่ยืนอยู่บนพื้นหรือไม่?

2. ไม่ จนกว่าเราจะออกแรง F ไปที่มัน ซึ่งเราต้องการจะย้ายมัน

3. แรงกดดันคืออะไร? มันต้องมีแรงโน้มถ่วงมั้ย?

3. แรงกดคือแรงปฏิกิริยาของส่วนรองรับและไม่ตรงกับแรงโน้มถ่วงเสมอไป

4. ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานคืออะไร?

4. ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน - ค่าสัมประสิทธิ์สัดส่วนระหว่างแรงเสียดทานสถิตกับแรงความดันปกติ

5. ผู้ชายดันตู้หนังสือ แต่ตู้หนังสือยังคงนิ่งอยู่ กฎข้อที่สองของนิวตันไม่ได้ถูกละเมิดในที่นี้หรือไม่ เนื่องจากวัตถุที่ใช้แรงกระทำจะเปลี่ยนความเร็วของมัน

5. ไม่ เพราะ ในกฎของนิวตัน แรง F หมายถึงผลลัพธ์ของแรงทั้งหมดที่กระทำต่อวัตถุ ในกรณีนี้ แรงที่กระทำต่อตู้จะสมดุลด้วยแรงเสียดทานสถิตและผลลัพธ์เป็นศูนย์ ดังนั้น ความเร่งและการกระจัดของตู้จึงเท่ากับศูนย์

หัวข้อของตัวคำนวณการตรวจสอบสถานะแบบครบวงจร: แรงในกลศาสตร์ แรงเสียดทาน ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานแบบเลื่อน

แรงเสียดทาน - นี่คือพลังแห่งปฏิสัมพันธ์ระหว่างร่างกายที่สัมผัสกันเพื่อป้องกันการเคลื่อนไหวของร่างกายหนึ่งสัมพันธ์กับอีกร่างกายหนึ่ง แรงเสียดทานจะพุ่งไปตามพื้นผิวของวัตถุที่สัมผัสกันเสมอ

ในฟิสิกส์ของโรงเรียน จะพิจารณาแรงเสียดทานสองประเภท

1.แรงเสียดทานแบบแห้ง- มันเกิดขึ้นในบริเวณสัมผัสของพื้นผิวแข็งโดยไม่มีชั้นของเหลวหรือก๊าซอยู่ระหว่างพวกเขา
2. แรงเสียดทานที่มีความหนืดมันเกิดขึ้นเมื่อวัตถุที่เป็นของแข็งเคลื่อนที่ในตัวกลางที่เป็นของเหลวหรือก๊าซ หรือเมื่อชั้นหนึ่งของตัวกลางเคลื่อนที่โดยสัมพันธ์กับอีกชั้นหนึ่ง

แรงเสียดทานแบบแห้งและแบบหนืดมีลักษณะและคุณสมบัติต่างกัน ลองพิจารณาแรงเสียดทานประเภทนี้แยกกัน

แรงเสียดทานแบบแห้ง

แรงเสียดทานแบบแห้งสามารถเกิดขึ้นได้แม้ในกรณีที่ไม่มีการเคลื่อนไหวสัมพันธ์กันของร่างกาย ดังนั้น โซฟาที่มีน้ำหนักมากจึงยังคงไม่ขยับเขยื้อนแม้จะพยายามขยับออกจากที่เพียงเล็กน้อยก็ตาม แรงที่เรากระทำกับโซฟาจะได้รับการชดเชยด้วยแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นระหว่างโซฟากับพื้น แรงเสียดทานที่กระทำระหว่างพื้นผิววัตถุที่อยู่นิ่งและป้องกันไม่ให้เกิดการเคลื่อนที่เรียกว่าแรงเสียดทานสถิต

เหตุใดแรงเสียดทานสถิตจึงปรากฏเลย? พื้นผิวสัมผัสของโซฟาและพื้นมีความหยาบและมีตุ่มเล็ก ๆ ที่มองไม่เห็นในรูปทรงและขนาดต่างๆ กระแทกเหล่านี้จะติดกันและป้องกันไม่ให้โซฟาเริ่มขยับ แรงเสียดทานสถิตจึงเกิดจากแรงผลักแม่เหล็กไฟฟ้าของโมเลกุลที่เกิดขึ้นระหว่างการเปลี่ยนรูปของตุ่ม

ด้วยแรงที่เพิ่มขึ้นทีละน้อยโซฟายังคงไม่ยอมแพ้และหยุดนิ่ง - แรงเสียดทานสถิตจะเพิ่มขึ้นพร้อมกับอิทธิพลภายนอกที่เพิ่มขึ้นโดยยังคงมีขนาดเท่ากันกับแรงที่ใช้ สิ่งนี้เป็นที่เข้าใจได้: การเสียรูปของตุ่มเพิ่มขึ้นและแรงผลักของโมเลกุลเพิ่มขึ้น

ในที่สุดด้วยแรงภายนอกจำนวนหนึ่ง โซฟาก็เคลื่อนออกจากที่ของมัน แรงเสียดทานสถิตถึงค่าสูงสุดที่เป็นไปได้ การเสียรูปของตุ่มนั้นใหญ่มากจนตุ่มไม่สามารถยืนได้และเริ่มยุบตัว การเลื่อนเกิดขึ้น

แรงเสียดทานที่กระทำระหว่างพื้นผิวเลื่อนเรียกว่าแรงเสียดทานแบบเลื่อน ในระหว่างกระบวนการเลื่อน พันธะระหว่างโมเลกุลในตุ่มที่พื้นผิวที่เชื่อมต่อกันจะถูกทำลาย ด้วยแรงเสียดทานสถิตย์จะไม่มีความไม่ต่อเนื่องดังกล่าว

คำอธิบายแรงเสียดทานแบบแห้งในแง่ของตุ่มนั้นเรียบง่ายและชัดเจนที่สุด กลไกที่แท้จริงของแรงเสียดทานนั้นซับซ้อนกว่ามากและการพิจารณาของพวกมันนั้นอยู่นอกเหนือขอบเขตของฟิสิกส์เบื้องต้น

แรงเสียดทานแบบเลื่อนที่ส่งไปยังตัวเครื่องจากด้านข้างของพื้นผิวขรุขระนั้นมีทิศทางตรงข้ามกับความเร็วการเคลื่อนที่ของร่างกายเมื่อเทียบกับพื้นผิวนี้ เมื่อทิศทางของความเร็วเปลี่ยนแปลง ทิศทางของแรงเสียดทานก็เปลี่ยนไปด้วย การพึ่งพาแรงเสียดทานกับความเร็วเป็นความแตกต่างที่สำคัญระหว่างแรงเสียดทานและแรงดึงของความยืดหยุ่นและแรงโน้มถ่วง (ขนาดซึ่งขึ้นอยู่กับตำแหน่งสัมพัทธ์ของร่างกายเท่านั้นนั่นคือในพิกัดของพวกมัน)

ในรูปแบบที่ง่ายที่สุดของการเสียดสีแบบแห้ง จะต้องเป็นไปตามกฎต่อไปนี้ เป็นข้อเท็จจริงเชิงทดลองที่มีลักษณะทั่วไปและเป็นลักษณะโดยประมาณ

1. ค่าสูงสุดของแรงเสียดทานสถิตเท่ากับแรงเสียดทานแบบเลื่อน
2. ค่าสัมบูรณ์ของแรงเสียดทานแบบเลื่อนเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงปฏิกิริยารองรับ:

ค่าสัมประสิทธิ์สัดส่วนเรียกว่าค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน

3. ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานไม่ขึ้นอยู่กับความเร็วการเคลื่อนที่ของร่างกายบนพื้นผิวขรุขระ
4. ค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสีไม่ขึ้นอยู่กับพื้นที่สัมผัสพื้นผิว

กฎหมายเหล่านี้ก็เพียงพอที่จะแก้ไขปัญหาได้

งาน.บล็อกมวล กิโลกรัม วางอยู่บนพื้นผิวขรุขระในแนวนอน ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน ใช้แรงในแนวนอนกับบล็อก ค้นหาแรงเสียดทานในสองกรณี: 1) ที่ 2) ที่

วิธีแก้ปัญหา: มาวาดรูปและจัดกำลังกันดีกว่า เราแสดงถึงแรงเสียดทาน (รูปที่ 1)

ข้าว. 1. สู่ภารกิจ

ลองเขียนกฎข้อที่สองของนิวตัน:

(1)

บล็อกไม่เคลื่อนที่ไปตามแกน ฉายความเท่าเทียมกัน (1) บนแกนเราได้รับ: ที่ไหน .

ค่าสูงสุดของแรงเสียดทานสถิต (หรือที่เรียกว่าแรงเสียดทานแบบเลื่อน) มีค่าเท่ากับ

1) แรงน้อยกว่าแรงเสียดทานสถิตสูงสุด บล็อกยังคงอยู่กับที่ และแรงเสียดทานจะเป็นแรงเสียดทานสถิต:
2) แรงมีมากกว่าแรงเสียดทานสถิตสูงสุด บล็อกจะเริ่มเลื่อน และแรงเสียดทานจะเป็นแรงเสียดทานแบบเลื่อน: .

แรงเสียดทานแบบหนืด

แรงต้านทานที่เกิดขึ้นเมื่อร่างกายเคลื่อนที่ในตัวกลางที่มีความหนืด (ของเหลวหรือก๊าซ) มีคุณสมบัติแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง

ประการแรก ไม่มีแรงเสียดทานสถิต ตัวอย่างเช่น คนคนหนึ่งสามารถเคลื่อนย้ายเรือน้ำหนักหลายตันที่ลอยอยู่ได้โดยการดึงเชือก

ประการที่สอง แรงต้านทานขึ้นอยู่กับรูปร่างของวัตถุที่เคลื่อนไหว ตัวเรือดำน้ำ เครื่องบิน หรือจรวดมีรูปทรงคล้ายซิการ์เพรียวบางเพื่อลดแรงลาก ในทางตรงกันข้าม เมื่อวัตถุครึ่งทรงกลมเคลื่อนที่โดยให้ด้านเว้าไปข้างหน้า แรงดึงจะมีขนาดใหญ่มาก (เช่น ร่มชูชีพ)

ประการที่สาม ค่าสัมบูรณ์ของแรงลากขึ้นอยู่กับความเร็วอย่างมาก ที่ความเร็วต่ำ แรงต้านทานจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเร็ว:

ที่ความเร็วสูง แรงลากจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับกำลังสองของความเร็ว:

ตัวอย่างเช่นเมื่อตกลงไปในอากาศ การพึ่งพาแรงต้านทานต่อกำลังสองของความเร็วนั้นเกิดขึ้นที่ความเร็วประมาณหลายเมตรต่อวินาที ค่าสัมประสิทธิ์และขึ้นอยู่กับรูปร่างและขนาดของร่างกายคุณสมบัติทางกายภาพของพื้นผิวของร่างกายและตัวกลางที่มีความหนืด

ดังนั้นในระหว่างการกระโดดไกลนักกระโดดร่มชูชีพจะไม่ได้รับความเร็วอย่างไม่มีกำหนด แต่จากช่วงเวลาหนึ่งก็เริ่มตกลงมาด้วยความเร็วคงที่ซึ่งแรงต้านทานจะเท่ากับแรงโน้มถ่วง:

ดังนั้นความเร็วคงที่:

(2)

งาน.ลูกบอลโลหะสองลูกที่มีขนาดเท่ากันและมีมวลต่างกัน ตกลงมาจากความสูงเท่ากันโดยไม่มีความเร็วเริ่มต้น ลูกไหนจะตกลงพื้นเร็วกว่า - ลูกเบาหรือลูกหนัก?
สารละลาย.จากสูตร (2) จะได้ว่าลูกบอลหนักมีความเร็วการล้มในสภาวะคงที่สูงกว่า ซึ่งหมายความว่าจะใช้เวลานานกว่าในการเพิ่มความเร็วและเข้าถึงพื้นได้เร็วขึ้น

แรงเสียดทาน (Ftr.) คือแรงที่เกิดขึ้นเมื่อพื้นผิวของวัตถุทั้งสองสัมผัสกันและขัดขวางไม่ให้วัตถุทั้งสองเคลื่อนที่โดยสัมพันธ์กัน ปรากฏขึ้นเนื่องจากแรงแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากอะตอมและโมเลกุล ณ จุดที่วัตถุทั้งสองนี้สัมผัสกัน

หากต้องการหยุดวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ แรงจะต้องกระทำในทิศทางตรงกันข้ามกับทิศทางการเคลื่อนที่ ตัวอย่างเช่น หากคุณดันหนังสือข้ามโต๊ะ หนังสือก็จะเริ่มเคลื่อนไหว แรงที่คุณใช้กับหนังสือจะเคลื่อนตัวหนังสือ หนังสือเลื่อนแล้วช้าลงและหยุดเนื่องจากการเสียดสี

คุณสมบัติของแรงเสียดทาน

แรงเสียดทานที่กล่าวถึงข้างต้นซึ่งปรากฏขึ้นเมื่อวัตถุเคลื่อนที่เรียกว่าภายนอกหรือแห้ง แต่มันสามารถเกิดขึ้นได้ระหว่างส่วนต่างๆ หรือชั้นของวัตถุชิ้นเดียว (ของเหลวหรือก๊าซ) ประเภทนี้เรียกว่าภายใน
คุณสมบัติหลักคือการขึ้นอยู่กับแรงเสียดทานกับความเร็วของการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของร่างกาย
มีคุณสมบัติลักษณะอื่น ๆ :

• เกิดขึ้นเมื่อวัตถุที่เคลื่อนไหวสองตัวสัมผัสกับพื้นผิว
• การกระทำของมันขนานกับพื้นที่สัมผัส
• ตรงข้ามกับเวกเตอร์ความเร็วของร่างกาย
• ขึ้นอยู่กับคุณภาพของพื้นผิว (เรียบหรือหยาบ) และวัตถุที่มีปฏิสัมพันธ์
• รูปร่างหรือขนาดของวัตถุที่เคลื่อนที่ในก๊าซหรือของเหลวจะส่งผลต่อขนาดของแรงเสียดทาน

ประเภทของแรงเสียดทาน

มีหลายประเภท ลองดูความแตกต่างของพวกเขา หนังสือที่เลื่อนอยู่บนโต๊ะได้รับผลกระทบจาก แรงเสียดทานแบบเลื่อน

แรงเสียดทานแบบเลื่อน

โดยที่ N คือแรงปฏิกิริยาของพื้นดิน

โปรดทราบบางสถานการณ์:

หากมีคนขี่จักรยาน แรงเสียดทานที่เกิดขึ้นระหว่างล้อสัมผัสกับถนนคือแรงเสียดทานจากการหมุน

แรงประเภทนี้มีขนาดเล็กกว่าแรงเสียดทานแบบเลื่อนอย่างมาก

แรงเสียดทานแบบกลิ้ง

คนที่ใช้ล้อ ลูกกลิ้ง และลูกปืนจะใช้ค่าที่น้อยกว่าอย่างเห็นได้ชัดของแรงประเภทนี้ในชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวต่างๆ ของอุปกรณ์

ชาร์ลส์ ออกัสติน คูลอมบ์ ในงานของเขาเกี่ยวกับทฤษฎีแรงเสียดทาน เสนอให้คำนวณแรงเสียดทานกลิ้งดังนี้
โดยที่ γ คือค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสีการหมุน R คือรัศมีของลูกกลิ้งหรือล้อ P คือน้ำหนักของร่างกาย

เอฟ ตร. p. ทำหน้าที่ตอบสนองต่อแรงที่โน้มน้าวให้เกิดการเคลื่อนที่ของวัตถุที่อยู่นิ่ง หากไม่มีอิทธิพลภายนอกต่อวัตถุที่อยู่นิ่ง ขนาดของแรงนี้จะเป็นศูนย์ หากอิทธิพลภายนอกปรากฏขึ้น (F) แรงเสียดทานสถิตจะเพิ่มขึ้นจนถึงสูงสุด จากนั้นร่างกายจะเริ่มเคลื่อนไหว ขนาดของแรงเสียดทานแบบเลื่อนนั้นแทบจะเกิดขึ้นพร้อมกับแรงเสียดทานสถิตสูงสุด

,
μ - ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน
น้ำมันหล่อลื่นซึ่งส่วนใหญ่มักอยู่ในรูปของของเหลวชั้นบาง ๆ ช่วยลดแรงเสียดทาน
ของเหลวหรือก๊าซเป็นสื่อพิเศษที่แรงประเภทนี้แสดงออกมาด้วย ในสภาพแวดล้อมเหล่านี้ แรงเสียดทานจะเกิดขึ้นเฉพาะเมื่อวัตถุเคลื่อนที่เท่านั้น เป็นไปไม่ได้ที่จะพูดถึงแรงเสียดทานสถิตในสื่อเหล่านี้

แรงเสียดทานในของเหลวและก๊าซ

แรงประเภทนี้เรียกว่าแรงต้านทานของสิ่งแวดล้อม มันทำให้การเคลื่อนที่ของวัตถุช้าลง รูปร่างที่เพรียวบางของวัตถุส่งผลต่อขนาดของแรงลาก - มันจะลดลงอย่างมาก ดังนั้นในการต่อเรือจึงใช้ตัวเรือหรือเรือดำน้ำที่มีความคล่องตัว
แรงต้านทานของตัวกลางขึ้นอยู่กับ:

• ขนาดและรูปร่างทางเรขาคณิตของวัตถุ
• ความหนืดของตัวกลางของเหลวหรือก๊าซ
• สถานะของพื้นผิวของวัตถุ
• ความเร็วของวัตถุสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมที่วัตถุนั้นตั้งอยู่