по специальной договоренности с редколлегией и редакцией журнала «квант»
движению тела обычно препятствуют силы трения. если соприкасаются поверхности твердых тел, их относительному движению мешают силы сухого трения. характерной особенностью сухого трения является существование зоны застоя. тело нельзя сдвинуть с места, пока абсолютная величина внешней силы не превысит определенного значения. до этого момента между поверхностями соприкасающихся тел действует сила трения покоя, которая уравновешивает внешнюю силу и растет вместе с ней (рис. 1).
рис. 1.
максимальное значение силы трения покоя определяется формулой
где μ— коэффициент трения, зависящий от свойств соприкасающихся поверхностен; n — сила нормального давления.
когда абсолютная величина внешней силы превышает значение fтр max, возникает относительное движение — проскальзывание. сила трения скольжения обычно слабо зависит от скорости относительного движения, и при малых скоростях ее можно считать равной fтр max.
движению тела в жидкости и газе препятствуют силы жидкого трения. главное отличие жидкого трения от сухого — отсутствие зоны застоя. в жидкости или газе не возникают силы трения покоя, и поэтому даже малая внешняя сила способна вызвать движение тела. сила жидкого трения при малых скоростях пропорциональна скорости, а при больших — квадрату скорости движения.
1. при экстренной остановке поезда, двигающегося со скоростью υ = 70 км/ч. тормозной путь составил s = 100 м. чему равен коэффициент трения между колесами поезда и рельсами? каким станет тормозной путь, если откажут тормоза в одном из n = 10 вагонов? массу локомотива принять равной массе вагона; силами сопротивления воздуха пренебречь.
при торможении ускорение а поезду сообщает сила трения fтр:
где μ — масса всего состава. сила трения представляет собой равнодействующую всех сил трения, действующих на состав (рис. 2), и равна по модулю .
рис. 2.
следовательно,
и .
с другой стороны, . подставляя это значение в выражение для μ, получаем
в том случае, когда не работают тормоза у одного из вагонов, суммарная сила трения, действующая на вагоны и локомотив, равна
где m — масса одного вагона. масса всего состава равна μ = (п + 1)∙m, так что . ускорение поезда в этом случае равно
а тормозной путь равен
Физика – это наука о природе в самом общем смысле. Она изучает механические, электрические, магнитные, тепловые, звуковые и световые явления. Физику называют “фундаментальной наукой”. Поэтому ее законы используются практически во всех направлениях: медицине, строительстве, во всех областях, связанных с техникой, в электронике и электротехнике, оптике, астрономии, геодезии и т.д.
Физика в строительстве
Строительная физика детально изучает явления и процессы, связанные со строительством и эксплуатацией зданий и сооружений. Эти явления и свойства характеризуются физическими величинами. Строительная деятельность неразрывно связана с определенными условиями среды: температура, влажность, состав воздуха, плотность вещества.
Сначала нужно изучить местность, где будет проходить строительство. Этим занимаются геодезисты. Инженерная геодезия изучает методы и средства геодезических работ при проектировании, строительстве и эксплуатации различных инженерных сооружений. Задачи геодезии решаются на основе результатов специальных измерений, выполняемых с геодезических приборов, так как необходимо оценить участок предполагаемого строительства. необходимо получить информацию о рельефе местности. Все эти расчеты служат основой для проектирования сооружений и зданий. И здесь никак не обойтись без законов физики!
Физика в профессии Архитектора
Профессия архитектора предполагает архитектурное проектирование на профессиональном уровне. В обязанности специалиста входят организация архитектурной среды, проектирование зданий и разработка объемно-планировочных и архитектурных решений.
В архитектуре большое значение имеют законы физики которые рассмотреть роль понятий УСТОЙЧИВОСТЬ, ПРОЧНОСТЬ, ЖЕСТКОСТЬ КОНСТРУКЦИЙ, а также роль перекрытий и фундамента в строительстве зданий, деформацию элементов сооружений и расчет. Использование законов статики при
Физика в профессии врача
В настоящее время обширна линия соприкосновения физики и медецины, и их контакты все время расширяются и упрочняются. Нет ни одной области медицины, где бы ни применялись физические приборы для установления заболеваний и их лечений.
Важнейшей частью организма человека является кровеносная система. Действие кровеносной системы человека можно сравнить с работой гидравлической машины. Сердце работает подобно насосу, который гонит кровь через кровеносные сосуды. Во время сжатия сердца кровь выталкивается из сердца в артерии, проходит через клапаны, не пускающие ее обратно в сердце. Затем оно расслабляется и в продолжение этого времени наполняется кровью из вен и легких. Открытие простых измерения кровяного давления облегчило врачам возможность распознавать болезни, признак которых — ненормальное давление крови.
Физика в профессии повара
Очень важными разделами физики для повара являются молекулярная физика и термодинамика. Как говорится- хороший результат случайным быть не может... Так, для приготовления хорошего бифштекса, необходимо его положить на горячую сковороду и добавить небольшое количество жира или масла.
Масло закупорит отверстия в мясе и оно приготовится сочным
Физика в профессии фотографа
Профессия фотографа тесно связана с наукой “Физика”.
Такие понятия как фокус, линза и т.п. относятся к этой профессии .
Главным элементом аппаратуры является линза. Без нее не было бы ни микроскопа, ни телескопа, ни очков... А это значит, что Многие люди, которым за 50, не могли бы читать, биологи изучать клетку, а астрономы космос .
Физика в професии инженер по ядерной технике
Тут физику применяют для решения проблем обогащения ядерной энергией.
Физики-ядерщики вместе с физиками-атомщиками изучают строение атома и процессы в нем и не редко делают великие открытия открытия.
Физика в професии инженер-нефтяник
Использование двигателей внутреннего сгорания, развитие машиностроения, авиационной промышленности стало возможным с открытием все новых и новых нефтяных месторождений. Огромные запасы нефти позволяют развивать индустрию.
В этой профессии исследователи открывают все новые улучшения добычи нефти и природного газа.