Fizyka. Zakres rozszerzony
Podręcznik Fizyka jest rzetelnym źródłem wiedzy. Zawiera wszystkie treści, których znajomość obowiązuje na maturze z fizyki. Został przygotowany przez zespół doświadczonych autorów – praktyków w nauczaniu fizyki.
Podręcznik Fizyka jest rzetelnym źródłem wiedzy. Zawiera wszystkie treści, których znajomość obowiązuje na maturze z fizyki. Został przygotowany przez zespół doświadczonych autorów – praktyków w nauczaniu fizyki.
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
2019<br />
FIZYKA<br />
<br />
1<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
12. <br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Niezależnie od tego, jak gładkie wydają nam się powierzchnie ciał, w rzeczywistości<br />
zawsze są one chropowate. Gdy dwa ciała położymy jedno na drugim i na jedno<br />
z nich zadziałamy siłą równoległą do powierzchni ich zetknięcia, nierówności „zaczepią<br />
o siebie”. Jest to jedna z przyczyn powstawania tarcia 1 .<br />
Jeśli na poziomej powierzchni leży klocek<br />
(rys. 12.1), a jedynymi działającymi na niego<br />
siłami są: siła ciężkości i siła sprężystości<br />
podłoża, które równoważą się wzajemnie, to<br />
<br />
tarcie nie występuje.<br />
Jeśli na klocek zadziałamy małą siłą F1 → równolegle<br />
do powierzchni zetknięcia klocka<br />
z podłożem (rys. 12.2), to nadal pozostanie<br />
on w spoczynku. Zaczepiające o siebie nierówności<br />
oddziałują wzajemnie zgodnie<br />
z trzecią zasadą dynamiki. Klocek działa na<br />
podłoże siłą FAB → = F1, → a podłoże działa na<br />
klocek siłą FBA → = T1. → Na klocek działają więc<br />
(równolegle do powierzchni zetknięcia) dwie<br />
równoważące się siły: F1 → i T1.<br />
→<br />
Jeśli zwiększymy siłę działającą na klocek<br />
do F2 → (rys. 12.3), a klocek nadal nie ruszy<br />
z miejsca, oznacza to, że siła tarcia wzrosła<br />
do T2 → i równoważy siłę F2.<br />
→<br />
B<br />
F BA<br />
T 1<br />
A<br />
B<br />
T 2<br />
A<br />
F AB<br />
F 1<br />
F 2<br />
<br />
<br />
Siła tarcia działająca na ciało spoczywające nazywa się siłą tarcia spoczynkowego<br />
lub statycznego.<br />
1 O tym, jakie oddziaływania między cząsteczkami ciał są powodem występowania sił tarcia, będziemy mówić<br />
w drugiej części podręcznika.<br />
Wartość siły tarcia spoczynkowego może<br />
wzrosnąć tylko do pewnej wartości maksymalnej<br />
Tmax (rys. 12.4).<br />
Jeśli na klocek zadziałamy odpowiednio<br />
dużą siłą → F4 (rys. 12.5), siła tarcia statycznego<br />
o wartości maksymalnej nie jest w stanie<br />
jej zrównoważyć i ciało rusza.<br />
<br />
Tmax<br />
Doświadczenia pokazują, że maksymalna wartość siły tarcia statycznego Tmax jest<br />
wprost proporcjonalna do wartości FN siły wzajemnego nacisku stykających się ciał.<br />
Stały iloraz wartości tych sił, zależny tylko od rodzaju ciał i stopnia wygładzenia powierzchni,<br />
nazywamy współczynnikiem tarcia statycznego i oznaczamy symbolem fs.<br />
fs = Tmax<br />
FN<br />
stałą wartość. Nazywamy ją siłą tarcia kinetycznego Tk. → Zgodnie z wynikami doświadczeń<br />
wartość TkT k jest także wprost proporcjonalna do wartości FN siły nacisku. Stały stosunek<br />
wartości tych sił jest nazywany współczynnikiem tarcia kinetycznego i oznaczany<br />
symbolem fk.<br />
fk = Tk<br />
FN<br />
T max<br />
T max<br />
stały dla danego rodzaju stykających się powierzchni i jest mniejszy od współczynnika<br />
tarcia statycznego:<br />
fk < fs<br />
Zauważmy, że wzory:<br />
Tmax = fsFN i Tk = fkFN<br />
nie mogą być zapisane wektorowo, ponieważ siła tarcia ma inny kierunek niż siła nacisku.<br />
Siła wzajemnego nacisku stykających się ciał jest zawsze prostopadła do ich powierzchni<br />
styku, a siła tarcia działa równolegle do tych powierzchni. Siły tarcia i nacisku<br />
są do siebie prostopadłe.<br />
F 3<br />
<br />
F 4<br />
<br />
6<br />
7<br />
Starannie opracowane<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Opisy zjawisk przygotowane
Change language