Как показать, что сила трения зависит от силы, прижимающей тело к поверхности?
Чтобы показать, что сила трения деревянного бруска по доске или по столу зависит от силы, прижимающей тело к поверхности, нужно прикрепить к нему динамометр. Затем равномерно двигать брусок по доске, держа динамометр горизонтально. Так как брусок движется равномерно, то равнодействующая двух сил (силы упругости и силы трения) равна нулю. Динамометр показывает силу упругости (силу тяги), равную по модулю силе трения.
Теперь на брусок положим груз. Также с помощью динамометра измерим силу трения. Измеренная при таком способе сила трения окажется больше силы трения, измеренной без груза.
Таким образом, чем больше сила, прижимающая тело к поверхности, тем больше возникающая при этом сила трения.
Для того чтобы показать, что сила трения зависит от силы, прижимающей тело к поверхности, нужно рассмотреть основные принципы, которые объясняют природу силы трения. В физике сила трения часто обозначается как Fтр и может быть разделена на два основных типа: трение покоя и трение скольжения. Рассмотрим подробнее трение скольжения, так как оно наиболее наглядно демонстрирует зависимость от силы нормальной реакции.
Когда тело движется по поверхности, сила трения скольжения, Fтр, возникает между телом и поверхностью, по которой оно движется. Эта сила направлена противоположно направлению движения тела. Сила трения скольжения зависит от двух основных факторов:
Коэффициент трения скольжения (μ) – это безразмерная величина, которая характеризует пары взаимодействующих поверхностей. Коэффициент трения зависит от природы материалов, из которых изготовлены поверхности, и их состояния (например, шероховатости, загрязненности и т.д.).
Сила нормальной реакции (N) – это сила, с которой поверхность действует на тело в направлении, перпендикулярном поверхности. На горизонтальной поверхности сила нормальной реакции равна силе тяжести, действующей на тело (N = m * g, где m – масса тела, g – ускорение свободного падения).
Сила трения скольжения рассчитывается по формуле:
Fтр = μ * N
Из этой формулы видно, что сила трения прямо пропорциональна силе нормальной реакции. Это означает, что если сила прижимающая (в данном случае сила нормальной реакции) увеличивается, то сила трения также увеличивается.
Для наглядной демонстрации зависимости можно провести эксперимент.
Необходимо:
− Платформа или горизонтальная поверхность.
− Тело с известной массой.
− Динамометр для измерения силы.
Экспериментальные шаги:
1. Положите тело на платформу и измерьте силу, необходимую для начала его движения с помощью динамометра. Это значение будет соответствовать силе трения покоя.
2. Теперь начните двигать тело и измерьте силу, необходимую для поддержания постоянной скорости движения. Это будет сила трения скольжения.
3. Повторите измерения, изменяя массу тела (например, положив на него дополнительные грузы). Каждое измерение силы трения будет соответствовать новой силе нормальной реакции.
Записав данные в таблицу и построив график зависимости силы трения от силы нормальной реакции (веса тела), вы увидите, что сила трения возрастает с увеличением силы нормальной реакции. Это подтверждает теоретическое утверждение о прямой пропорциональности силы трения и силы нормальной реакции.
Пожауйста, оцените решение
