Силы — векторные величины, они характеризуются модулем и направлением. Поэтому при сложении сил применяют законы сложения векторов.
1. Угол между векторами равен 0°. Если силы параллельны и сонаправлены, то их модули складываются. Для вычислений используют формулу: Fрез=F1+F2.
Рис. 1. Сложение однонаправленных сил.
двое детей тянут санки, помогая друг другу. Поэтому результирующая сила всегда больше, чем сила тяги каждого ребёнка, взятая по отдельности.
2. Угол между векторами равен 180°. Если силы параллельны и противоположно направлены, то их модули вычитаются. Результирующая сила всегда положительна, так как разность берётся по модулю. Для вычислений используют формулу: Fрез=|F1−F2|.
Рис. 2. Сложение противоположно направленных сил.
Пример:
если санки тянуть по поверхности, на которой нет ни снега, ни льда, то сила трения действует противоположно силе тяги. Поэтому результирующая сила меньше, чем сила тяги.
3. Угол между векторами равен 90°. Если силы взаимно перпендикулярны, то их результирующая сила находится по теореме Пифагора. Обе силы являются катетами прямоугольного треугольника, а результирующая сила — гипотенузой. Для вычислений используют формулу: Fрез=F21+F22−−−−−−−√.
Рис. 3. Сложение взаимно перпендикулярных сил.
Пример:
если ехать на велосипеде при сильном боковом ветре, то велосипед заносит в сторону, так как результирующая сила направлена в сторону от направления движения.
Источники:
Рис. 1. Сложение однонаправленных сил. © ЯКласс.
Рис. 2. Сложение противоположно направленных сил. © ЯКласс.
Рис. 3. Сложение взаимно перпендикулярных сил. © ЯКласс.
Сила трения скольжения возникает, если одно тело скользит по поверхности другого тела. Трение скольжения характеризуется силой трения, которая тормозит движение скольжения.
Сила трения скольжения прямо пропорциональна силе реакции опоры и коэффициенту трения скольжения.
Сила трения равна произведению коэффициента трения скольжения на силу реакции опоры и вычисляется по формуле: Fтр=μ⋅Fр.
При увеличении веса тела и коэффициента трения увеличивается сила трения. Сила трения скольжения действует в тех случаях, когда тело движется или его пытаются сдвинуть с места.
Сила реакции опоры — сила, при помощи которой опора действует на тело. Сила реакции опоры — сила, при помощи которой опора давит на тело, которое находится на ней. Из третьего закона Ньютона следует, что сила реакции опоры всегда равна силе, при помощи которой тело воздействует на опору. На неподвижной горизонтальной поверхности сила реакции опоры всегда равна весу тела или силе тяжести: Fр=Fт. На наклонной плоскости сила тяжести и сила, при помощи которой тело воздействует на опору, различаются.
Обрати внимание!
Сила реакции опоры всегда направлена перпендикулярно поверхности опоры.
Коэффициент трения скольжения — отношение силы трения к силе реакции опоры. Коэффициент трения между двумя любыми материалами легко определить, если возможно измерить силу трения, которая равна силе тяги, при которой тело перемещается равномерно, и силу тяжести, которая на горизонтальной поверхности равна силе реакции опоры. В таблице представлены различные коэффициенты трения скольжения.
| Пары материалов | Коэффициент трения скольжения |
| Сталь — лёд (коньки) | 0,015 |
| Древесина — древесина | 0,2–0,5 |
| Покрышка — мокрый асфальт | 0,35–0,45 |
| Покрышка — сухой асфальт | 0,50–0,75 |
Обрати внимание!
Коэффициент трения скольжения не имеет размерности.
Если сравнивать коэффициенты трения покрышки на сухом и мокром асфальте, то на мокром асфальте у одной и той же машины коэффициент трения, а также сила трения почти в 2 раза меньше, чем на сухом асфальте. В результате также увеличивается замедление торможения почти в 2 раза, поэтому тормозной путь может увеличиться почти в 4 раза.
У силы трения имеются как положительные, так и отрицательные свойства. Если бы не было силы трения, то мы не могли бы оттолкнуться при ходьбе от земли, а машина не могла бы «оттолкнуться» от поверхности дороги. Но в технике трение между различными вращающимися и скользящими поверхностями весьма нежелательно, поэтому такое оборудование смазывают, чтобы снизить влияние силы трения.