Danno e benefici della forza di attrito: attrito, riposo e rotolamento

Forza di attrito si verifica letteralmente ad ogni turno. Ma le persone sanno perché è necessario? Qual è il danno e il beneficio della forza di attrito? Proviamo a capirlo.

prefazione

Ci sono diverse forze che agiscono su oggetti terrestri che sono strettamente correlati e influenzano l'attività vitale dei corpi. Prima di tutto, esso la forza di gravità, elasticità (resistenza interna dei corpi in risposta allo spostamento delle loro molecole) e reazione di supporto. Ma c'è anche una quantità fisica molto importante, chiamata forza di attrito. Lei, in contrasto con la forza dell'elasticità e non dipende dalla posizione dei corpi. Quando lo studiamo, ci sono altre leggi: coefficiente di attrito scivolare e sostenere la forza di reazione. Ad esempio, se hai bisogno di spostare un cabinet pesante, dal primo minuto diventerà chiaro che non è facile. Inoltre, quando si esegue questa attività ci sono alcune interferenze. Cosa impedisce lo sforzo applicato al cabinet? E questo è impedito da nient'altro che dalla forza di attrito, il cui principio di azione è studiato a scuola. Il corso di fisica per il grado 7 racconta in dettaglio di questo fenomeno.

Cosa c'è sotto i nostri piedi?

Le persone lo incontrano molto spesso. Il vantaggio dell'attrito è che non saremmo in grado di fare un passo senza questa quantità fisica. È lei che tiene le nostre scarpe in superficie dove calpestiamo. Ognuno di noi ha camminato su superfici molto scivolose, ad esempio sul ghiaccio, e sa in prima persona che è molto difficile. Perché sta succedendo questo? Prima di parlare del danno e dei benefici dell'attrito, determineremo di cosa si tratta.

L'essenza del concetto

La forza di attrito è l'interazione di due corpi, che sorgono nel luogo del loro contatto e impediscono loro di muoversi l'uno rispetto all'altro. Esistono diversi tipi di attrito: il riposo, lo scorrimento e il rotolamento.

cause di

Il primo motivo è la ruvidità della superficie invariata. Questo indicatore influenza il tipo di forza di attrito che si verificherà. Se parliamo di superfici lisce, ad esempio di un tetto rivestito di metallo o di sezioni di ghiaccio, la loro ruvidità è quasi invisibile, ma questo non significa che non esista: è presente a livello microscopico. In questo caso, agirà la forza di attrito radente. Ma se parliamo del gabinetto, stando sul tappeto, qui la ruvidezza dei due oggetti interferirà in modo significativo con il movimento reciproco. La seconda ragione è la repulsione molecolare elettromagnetica, che si verifica nel punto di contatto degli oggetti.

Attrito a riposo

Cosa succede quando proviamo a spostare il cabinet, ma non possiamo spostarlo di un centimetro. Cosa tiene un oggetto in un posto? Questa è la forza di attrito della pace. Il fatto è che gli sforzi applicati sono compensati dalla forza dell'attrito secco tra l'armadio e il pavimento.

Danno e benefici della forza di attrito

È proprio la forza di attrito della pace a non slegare i lacci delle scarpe, l'unghia che abbiamo appena infilato nel muro mantiene l'armadio al suo posto. Senza di esso, sarebbe impossibile spostarsi sulla superficie terrestre o su persone, animali o automobili. È presente anche l'attrito del danno. Succede su scala abbastanza globale, per esempio, la forza dell'attrito statico può portare alla deformazione dello scafo delle navi.

Background scientifico

Per spostare il cabinet, è necessario applicare una forza che superi l'attrito. Cioè, finché la forza applicata è inferiore alla forza di attrito, i mobili rimarranno sul posto. Oltre a questi fattori, c'è anche la forza di reazione del supporto, che è diretto perpendicolare al piano. Dipende dal materiale di cui è fatto il pavimento (è coinvolta anche la forza di elasticità). C'è anche un coefficiente di attrito, a seconda di quali sono le due superfici, interagendo tra loro. Pertanto, la forza di attrito che agisce sul cabinet è uguale al coefficiente di attrito, che viene moltiplicato per la forza di reazione del supporto (superficie).

Attrito scorrevole

Quindi, per superare l'attrito, abbiamo chiesto a qualcuno di aiutarci a spostare l'armadio. Che cosa abbiamo scoperto? Che dopo aver applicato una forza che superava la forza di attrito della pace, il guardaroba non solo si spostò, ma per qualche tempo continuò a muoversi nella direzione necessaria, naturalmente, con il nostro aiuto. E lo sforzo speso era circa lo stesso per tutto il viaggio. In questo caso, siamo stati ostacolati dalla forza di attrito radente, diretta nella direzione opposta all'azione applicata. Vale la pena notare che la sua resistenza è molto inferiore a quella della forza di attrito statica. Per ridurre questa cifra, se necessario, applicare diversi lubrificanti.

Forza di attrito volvente

Se ricordiamo che un giorno dovremo spostare indietro il cabinet, decideremo di equipaggiarlo con le ruote. In questo caso, l'interazione risultante sarà chiamata attrito volvente, poiché l'oggetto non scivolerà, ma rotolerà sulla superficie. Le ruote di rotolamento saranno premute un po 'nel tappeto, formando un dosso che avremo bisogno di superare. Ciò causa la forza di attrito volvente. Certo, se arrotoliamo il cabinet non sul tappeto, ma, ad esempio, sul parquet, sarà ancora più facile spostarlo, perché la superficie del parquet è più dura della superficie del tappeto. Per lo stesso motivo, i ciclisti vanno in autostrada molto più facilmente che sulla spiaggia con sabbia fine.

Domanda ambigua

Qual è il danno e il beneficio della forza di attrito di qualsiasi tipo? Certo, questi esempi sono un po 'esagerati - nella vita tutto è un po' più complicato. Tuttavia, nonostante il fatto che la forza di attrito abbia evidenti inconvenienti che creano una serie di difficoltà nella vita, è chiaro che senza di essa ci sarebbero molti più problemi. Pertanto, questo valore ha i suoi vantaggi e svantaggi.

Esempi negativi

Tra gli esempi del danno di questa forza, uno dei primi posti è il problema dello spostamento di carichi pesanti, la rapida usura delle cose preferite, nonché l'incapacità di creare una macchina di moto perpetua, perché a causa di attriti, qualsiasi movimento si arresta prima o poi, richiedendo l'intervento di terze parti.

Punti positivi

Tra gli esempi dell'utilità di questa forza è che possiamo camminare tranquillamente a terra, senza scivolare ad ogni passo, i nostri vestiti sono fermamente seduti e non diventano immediatamente inutilizzabili, poiché i fili del tessuto sono trattenuti per attrito. Inoltre, le persone usano il principio di azione di questa forza, cospargendo strade scivolose, a causa delle quali è possibile evitare molti incidenti e feriti.

risultati

L'umanità ha imparato ad interagire con questa quantità fisica, aumentandola e diminuendola a seconda degli obiettivi. Il nostro compito immediato è cercare di usarlo nel modo più efficiente possibile.