Як знайти роботу сили тертя


 

Рух в реальних умовах не може продовжуватися до безкінечності. Причина цьому — сила тертя. Вона виникає при контакті тіла з іншими тілами і завжди спрямована протилежно напрямку руху. Це означає, що сила тертя завжди виконує негативну роботу, що потрібно враховувати при розрахунках.



Вам знадобиться

— рулетка або далекомір;
- Таблиця ля визначення коефіцієнта тертя;
- Поняття про кінетичної енергії;
- Ваги;
- Калькулятор.

Інструкція

  1. Якщо тіло рухається рівномірно і прямолінійно, знайдіть силу, яка приводить його в рух. Вона компенсує силу тертя, тому чисельно дорівнює їй, але спрямована в бік руху. Виміряйте рулеткою або далекоміром відстань S, на яке сила F пересунула тіло. Тоді робота сили тертя буде дорівнює добутку сили на відстань зі знаком «мінус» A =-F ∙ S.
  2. Приклад. Автомобіль рухається по дорозі рівномірно і прямолінійно. Яку роботу виконує сила тертя на дистанції 200 м, якщо сила тяги двигуна дорівнює 800 Н? При рівномірному прямолінійному русі сила тяги двигуна дорівнює по модулю силі тертя. Тоді її робота буде дорівнює A =-F ∙ S = -800 ∙ 200 = -160 000 Дж або -160 кДж.
  3. Властивість поверхонь утримуватися друг за друга показує коефіцієнт тертя μ. Для кожної пари контактуючих поверхонь він різний. Його можна розрахувати або дізнатися в спеціальній таблиці. Існує коефіцієнт тертя спокою і коефіцієнт тертя ковзання. При розрахунку роботи сили тертя беріть коефіцієнт для ковзання, оскільки без переміщення робота не виконується. Наприклад, коефіцієнт тертя ковзання дерева по металу дорівнює 0,4.
  4. Визначте роботу сили тертя, що діє на тіло, розташоване на горизонтальній поверхні. Для цього визначте його масу m в кілограмах за допомогою ваг. Помножте масу на коефіцієнт тертя ковзання для даних поверхонь μ, прискорення вільного падіння (g ≈ 10 м / с ²) і відстань, на яку пересунулося тіло, S. Перед формулою поставте знак «мінус», оскільки тіло рухається в сторону, протилежну напрямку сили тертя (A =-μ ∙ m ∙ g ∙ S).
  5. Робота сили тертя, коли діє тільки вона, дорівнює зміні кінетичної енергії тіла. Для її визначення знайдіть початкову v0 і кінцеву v швидкості тіла на досліджуваній ділянці шляху. Помножте масу тіла m на різницю квадратів початкової та кінцевої швидкості тіла, а результат поділіть на число 2 (А = m ∙ (v ²-v0 ²) / 2). Наприклад, якщо автомобіль масою 900 кг, що рухався зі швидкістю 20 м / с, зупиняється, то робота сили тертя буде дорівнює А = 900 ∙ (0 ² -20 ²) / 2 = -180000 Дж або -180 кДж.