PHYSIC LESSONS: ΦΥΣΙΚΗ Α ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ

ΦΥΣΙΚΗ Α ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Μάθαμε τους δύο πρώτους νόμους του Νεύτωνα, μιλήσαμε για τη δύναμη του βάρους, για τη μάζα των σωμάτων και μελετήσαμε την κίνηση ενός σώματος που αφήνεται να πέσει από κάποιο ύψος όταν ασκείται σ'αυτό μόνο το βάρος του.Τώρα θα πρέπει να μελετήσουμε τη σχέση της δύναμης με την κίνηση ενός σώματος στο επίπεδο.

ΤΡΙΤΟΣ ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ ΝΕΥΤΩΝΑ

ΤΡΙΤΟΣ ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ ΝΕΥΤΩΝΑ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Η έννοια της δύναμης χρησιμοποιείται για να περιγράφει την άλληλεπίδραση μεταξύ δύο σωμάτων.Για παράδειγμα σπρώχνουμε ένα κιβώτιο και αυτό επιταχύνεται όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.Παρατηρούμε ότι το κιβώτιο ασκεί σ' εμάς δύναμη.

Σπρώχνουμε ένα κιβώτιο και αυτό επιταχύνεται

Τραβάμε με το χέρι μας το ένα άκρο ελατηρίου του οποίου το άλλο είναι στερεωμένο και αυτό παραμορφώνεται.Σ' αυτά τα δύο παραδείγματα ένα σώμα αλληλεπιδρά με ένα άλλο.

Τραβάμε με το χέρι μας το ένα άκρο ελατηρίου του οποίου το άλλο είναι στερεωμένο και αυτό παραμορφώνεται

Σ' έναν αγώνα κωπηλασίας παρατηρούμε ότι οι κωπηλάτες ασκούν με τα κουπιά δύναμη στο νερό και να το σπρώχουν προς τα πίσω.Πρέπει να μελετήσουμε την δύναμη που σπρώχνει τη βάρκα προς τα μπροστά.Ο Ισαάκ Νεύτων πίστευε ότι στη φύση υπάρχει συμμετρία και ότι όλες οι δυνάμεις πρέπει να θεωρούνται ως δυνάμεις αλληλεπίδρασης μεταξύ δυο σωμάτων.

Σ' έναν αγώνα κωπηλασίας παρατηρούμε ότι οι κωπηλάτες ασκούν με τα κουπιά δύναμη στο νερό και να το σπρώχουν προς τα πίσω

Στην περίπτωση του αγώνα κωπηλασίας οι αγώνα κωπηλασίας αλληλεπιδρούν με το νερό.Στον αγώνα κωπηλασίας οι κωπηλάτες ασκούν με τα κουπιά δύναμη στο νερό με φορά προς τα πίσω και το νερό ασκεί δύναμη στα κουπιά προς τα εμπρός.

Όταν παίζουμε ποδόσφαιρο με το πόδι μας κλοτσάμε την μπάλα και στο πόδι μας αισθανόμαστε τη δύναμη που ασκεί η μπάλα σε αυτό

Όταν παίζουμε ποδόσφαιρο με το πόδι μας κλοτσάμε την μπάλα και στο πόδι μας αισθανόμαστε τη δύναμη που ασκεί η μπάλα σε αυτό.

Έχουμε παρατηρήσει ότι όσο πιο δυνατά σπρώχνουμε τον τοίχο προς μια κατεύθυνση, άλλο τόσο μας σπρώχνει και ο τοίχος προς την αντίθετη.

ΔΙΑΤΥΠΩΣΗ ΤΟΥ ΤΡΙΤΟΥ ΝΟΜΟΥ ΤΟΥ ΝΕΥΤΩΝΑ

Ο Νεύτων πίστευε ότι είναι το ίδιο να δεχθούμε ότι, είτε το πρώτο ασκεί δύναμη και το δεύτερο τη δέχεται ή το αντίστροφο.Ασχολήθηκε και μελέτησε τα παραπάνω παραδείγματα.

Όταν ένα σώμα ασκεί δύναμη σ' ένα άλλο σώμα (δράση), τότε και το δεύτερο σώμα ασκεί δύναμη ίσου μέτρου και αντίθετης κατεύθυνσης στο πρώτο (αντίδραση)

Διατύπωσε την πρόταση που είναι γνωστή ως τρίτος νόμος του Νεύτωνα:

Όταν ένα σώμα ασκεί δύναμη σ' ένα άλλο σώμα (δράση), τότε και το δεύτερο σώμα ασκεί δύναμη ίσου μέτρου και αντίθετης κατεύθυνσης στο πρώτο (αντίδραση).Η διατύπωση αυτή αποτελεί το νόμο Δράσης - Αντίδρασης.

Σε κάθε δράση αντιστοιχεί πάντα μια αντίθετη αντίδραση

Μία πιο διαδεδομένη διατύπωση του τρίτου νόμου του Νεύτωνα είναι η εξής:

Σε κάθε δράση αντιστοιχεί πάντα μια αντίθετη αντίδραση.

ΜΕΛΕΤΗ ΤΟΥ ΤΡΙΤΟΥ ΝΟΜΟΥ ΤΟΥ ΝΕΥΤΩΝΑ

Στη φύση ποτέ δεν εκδηλώνεται η δράση χωρίς την αντίστοιχη αντίδραση.Θα δούμε ορισμένα παραδείγματα για να καταλάβουμε καλύτερα το νόμο Δράσης - Αντίδρασης.

Όταν είμαστε όρθιοι,ασκούμε στο έδαφος μία κατακόρυφη δύναμη προς τα κάτω και το έδαφος ασκεί πάνω μας μια ίση δύναμη με φορά προς τα πάνω

Όταν είμαστε όρθιοι,ασκούμε στο έδαφος μία κατακόρυφη δύναμη προς τα κάτω και το έδαφος ασκεί πάνω μας μια ίση δύναμη με φορά προς τα πάνω.

Στην θάλασσα και στην πισίνα όταν κολυμπάμε,αλληλεπιδρούμε με το νερό. Σπρώχνουμε το νερό προς τα πίσω και το νερό μας σπρώχνει μπροστά.

Στην θάλασσα και στην πισίνα όταν κολυμπάμε,αλληλεπιδρούμε με το νερό. Σπρώχνουμε το νερό προς τα πίσω και το νερό μας σπρώχνει μπροστά

Δεν έχει σημασία ποια από τις δυο δυνάμεις αποκαλούμε δράση και ποια αντίδραση.Είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι οι δυο δυνάμεις πάντα συνυπάρχουν.Πρέπει να τονίσουμε ότι οι δυνάμεις της Δράσης - Αντίδρασης ασκούνται πάντοτε σε διαφορετικά σώματα.Συνεπώς δεν πρέπει να μιλάμε για συνισταμένη των δύο αυτών δυνάμεων.

Οι δυνάμεις της Δράσης - Αντίδρασης ασκούνται πάντοτε σε διαφορετικά σώματα

Θα μελετήσουμε τώρα τα ζεύγη δράσης-αντίδρασης των δυνάμεων που ασκούνται σ' ένα σώμα,το οποίο βρίσκεται σε ηρεμία πάνω σ' ένα τραπέζι. Πρώτα πρέπει να βρούμε και να σχεδιάσουμε τις δυνάμεις που ασκούνται στο σώμα.Στο σώμα ασκούνται δύο κατακόρυφες δυνάμεις.Το βάρος του σώματος (w) και η κάθετη δύναμη (FΝ) που το τραπέζι ασκεί στο σώμα.

Θα μελετήσουμε τώρα τα ζεύγη δράσης-αντίδρασης των δυνάμεων που ασκούνται σ' ένα σώμα,το οποίο βρίσκεται σε ηρεμία πάνω σ' ένα τραπέζι

Το επόμενο βήμα είναι να εφαρμόζουμε τη συνθήκη ισορροπίας για το σώμα.Επειδή το σώμα ισορροπεί η συνισταμένη δύναμη που ασκείται στο σώμα είναι μηδέν.Το βάρος του σώματος (w) εξισορροπείται από την κάθετη δύναμη (FΝ) που το τραπέζι ασκεί στο σώμα.Οι δυνάμεις αυτές έχουν ίσα μέτρα και αντίθετες κατευθύνσεις.Όμως δεν αποτελούν ζεύγος δράση-αντίδραση.Το βάρος είναι η δύναμη που η γη ασκεί στο σώμα, ενώ την κάθετη δύναμη την ασκεί το τραπέζι στο σώμα.Όταν δυο σώματα αλληλεπιδρούν, στο ένα ασκείται η δράση και στο άλλο η αντίδραση.Η δράση και η αντίδραση είναι δυνάμεις που ασκούνται πάντοτε σε δύο διαφορετικά σώματα.

Το βάρος του σώματος (w) εξισορροπείται από την κάθετη δύναμη (FΝ) που το τραπέζι ασκεί στο σώμα.Οι δυνάμεις αυτές έχουν ίσα μέτρα και αντίθετες κατευθύνσεις

Σύμφωνα με το τρίτο νόμο του Νεύτωνα σε κάθε δράση αναπτύσσεται ίση αντίδραση.Άρα μπορούμε να πούμε ότι δεν έχουμε την εμφάνιση μιας μόνης δύναμης,διότι το σώμα στο οποίο αυτή ασκείται θα προκαλεί μια αντίδραση.Συνεπώς οι δυνάμεις στη φύση εμφανίζονται κατά ζεύγη.

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΟΥ ΤΡΙΤΟΥ ΝΟΜΟΥ ΤΟΥ ΝΕΥΤΩΝΑ

Τώρα θα μελετήσουμε ορισμένες πολύ σημαντικές εφαρμογές του τρίτου νόμου του Νεύτωνα.

ΑΝΥΨΩΣΗ ΤΟΥ ΕΛΙΚΟΠΤΕΡΟΥ

Θα εξετάσουμε πρώτα την ανύψωση του ελικοπτέρου.Τα φτερά της έλικας, όταν γυρίζουν, σπρώχνουν προς τα κάτω τα μόρια του αέρα (δράση). Τα μόρια του αέρα ωθούν την έλικα προς τα πάνω (αντίδραση).

Τα φτερά της έλικας, όταν γυρίζουν, σπρώχνουν προς τα κάτω τα μόρια του αέρα (δράση). Τα μόρια του αέρα ωθούν την έλικα προς τα πάνω (αντίδραση)

Η προς τα πάνω συνολική δύναμη που ασκούν τα μόρια του αέρα στην έλικα,λέγεται δυναμική άνωση. Όταν η δυναμική άνωση εξισωθεί με το βάρος του ελικοπτέρου, αυτό μπορεί να διατηρηθεί σε σταθερό ύψος.

Όταν η δυναμική άνωση γίνει μεγαλύτερη του βάρους, το ελικόπτερο κινείται προς τα πάνω

Όταν η δυναμική άνωση γίνει μεγαλύτερη του βάρους, το ελικόπτερο κινείται προς τα πάνω.

ΑΝΥΨΩΣΗ ΤΩΝ ΠΟΥΛΙΩΝ

Όταν τα πουλιά πετούν τα φτερά τους παίρνουν τέτοιο σχήμα,ώστε να σπρώχνουν τον αέρα προς τα κάτω (δράση), οπότε ο αέρας τα σπρώχνει προς τα πάνω (αντίδραση)

Όταν τα πουλιά πετούν τα φτερά τους παίρνουν τέτοιο σχήμα,ώστε να σπρώχνουν τον αέρα προς τα κάτω (δράση), οπότε ο αέρας τα σπρώχνει προς τα πάνω (αντίδραση).

ΚΙΝΗΣΗ ΤΩΝ ΑΕΡΟΠΛΑΝΩΝ

Με ελαφρά κλίση τμήματος των φτερών του αεροπλάνου, ο αέρας που συναντά στρέφεται προς τα πάνω ή προς τα κάτω. Έτσι, ο αέρας ασκεί δύναμη στο αεροπλάνο και το αναγκάζει να αλλάξει πορεία.

Στα ελικοφόρα αεροπλάνα οι έλικες σπρώχνουν τον αέρα προς τα πίσω,οπότε ο αέρας τις σπρώχνει προς τα εμπρός

Στα ελικοφόρα αεροπλάνα οι έλικες σπρώχνουν τον αέρα προς τα πίσω,οπότε ο αέρας τις σπρώχνει προς τα εμπρός. Στα αεριωθούμενα αεροπλάνα η τουρμπίνα ρουφά αέρα από εμπρός και τον σπρώχνει προς τα πίσω. Αυτός με τη σειρά του σπρώχνει το αεροσκάφος μπροστά.

ΚΙΝΗΣΗ ΤΩΝ ΠΛΟΙΩΝ

Όπως γνωρίζουμε τα πλοία διαθέτουν τη προπέλα για να κινηθούν.Η προπέλα είναι ο κινητήριος μοχλός κάθε σκάφους που διαθέτει μηχανή.Η προπέλα καθώς κινείται,σπρώχνει το νερό προς τα πίσω (δράση),οπότε το νερό τη σπρώχνει προς τα εμπρός (αντίδραση).

Η προπέλα είναι ο κινητήριος μοχλός κάθε σκάφους που διαθέτει μηχανή.Η προπέλα καθώς κινείται,σπρώχνει το νερό προς τα πίσω (δράση),οπότε το νερό τη σπρώχνει προς τα εμπρός (αντίδραση)

Η προπέλα συνήθως χαρακτηρίζεται από τον αριθμό των φτερών της και δύο ακόμα αριθμούς, που εκφράζουν σε ίντσες, τη διάμετρο και το βήμα της. Τα σκάφη πλαναρίσματος έχουν τετράφτερες ή πεντάφτερες προπέλες, ενώ τα σκάφη ημιεκτοπίσματος συνήθως τρίφτερες. Σε ιστιοπλοϊκά σκάφη συναντάμε κυρίως δίφτερες ή τρίφτερες προπέλες. Όσο μεγαλύτερο είναι το βήμα της προπέλας, τόσο μεγαλύτερη και η ωστική δύναμή της. Ένα σκάφος για να πλανάρει γρήγορα χρειάζεται προπέλα μεγάλου βήματος. Αυτό όμως πρέπει να βρίσκεται μέσα σε επιτρεπτά όρια, γιατί, αφού το σκάφος πλανάρει, το βήμα της προπέλας περιορίζει την απόδοση. Τα σκάφη υψηλών επιδόσεων σε ταχύτητα επιβάλλεται να έχουν μικρό βήμα. Αυτός είναι και ο λόγος, που οι σύγχρονες προπέλες διαθέτουν χαμηλό βήμα στο κέντρο, που αυξάνεται όσο φτάνουμε στα άκρα των φτερών.

ΔΥΝΑΜΕΙΣ ΑΠΟ ΕΠΑΦΗ ΚΑΙ ΑΠΟ ΑΠΟΣΤΑΣΗ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Πρέπει να σημειώσουμε ότι για να ασκηθεί μια δύναμη σε ένα σώμα είναι απαραίτητη η ύπαρξη ενός δεύτερου σώματος, που είναι είτε σε επαφή είτε σε κάποια απόσταση από το πρώτο.Η δύναμη είναι αποτέλεσμα αλληλεπίδρασης μεταξύ των δύο σωμάτων.

Δυνάμεις από επαφή και δυνάμεις από απόσταση

Κατατάσσουμε τις δυνάμεις σε δυο κατηγορίες ανάλογα με το πώς ασκούνται.

α) Δυνάμεις που ασκούνται κατά την επαφή δύο σωμάτων (δυνάμεις επαφής).

β) Δυνάμεις που ασκούνται από απόσταση.

Σ' ένα σώμα είναι δυνατό να ασκούνται τόσο δυνάμεις από επαφή, όσο και από απόσταση.

ΔΥΝΑΜΕΙΣ ΕΠΑΦΗΣ

Σπρώχνουμε ένα αντικείμενο,για παράδειγμα ένα βιβλίο.Ασκούμε δύναμη σ' αυτό.

Σπρώχνουμε ένα βιβλίο πάνω σ' ένα τραπέζι.Ασκούμε δύναμη σ' αυτό

Τεντώνουμε ένα ελατήριο του οποίου το ένα άκρο είναι στερεωμένο και εμείς τραβάμε το ελεύθερο άκρο του.

Τεντώνουμε ένα ελατήριο του οποίου το ένα άκρο είναι στερεωμένο και εμείς τραβάμε το ελεύθερο άκρο του.Επίσης ασκούμε δύναμη

Επίσης ασκούμε δύναμη.Τραβάμε μια βάρκα που είναι στη θάλασσα, ενώ εμείς είμαστε στην ξηρά ασκούμε δύναμη.

Τραβάμε μια βάρκα που είναι στη θάλασσα, ενώ εμείς είμαστε στην ξηρά ασκούμε δύναμη

Στις τρεις περιπτώσεις το κοινό χαρακτηριστικό είναι ότι υπάρχει επαφή.Οι δυνάμεις που ανήκουν σ' αυτή την κατηγορία λέγονται δυνάμεις από επαφή.

Δυνάμεις επαφής χαρακτηρίζουμε τις δυνάμεις οι οποίες ασκούνται όταν ένα σώμα βρίσκεται σε επαφή με κάποιο άλλο.

Παραδείγματα δυνάμεων επαφής .Δυνάμεις επαφής χαρακτηρίζουμε τις δυνάμεις οι οποίες ασκούνται όταν ένα σώμα βρίσκεται σε επαφή με κάποιο άλλο

Παραδείγματα δυνάμεων επαφής πάνω σε ένα σώμα είναι:

α) Οι δυνάμεις που ασκούν τα τεντωμένα σχοινιά.

β) Οι δυνάμεις στα ελατήρια σε σώματα.

γ) Οι δυνάμεις που ασκούνται μεταξύ σωμάτων κατά τις συγκρούσεις τους.

δ) Η δύναμη της τριβής ανάμεσα σε δυο επιφάνειες.

ε) Η δύναμη που ασκούν τα υγρά στα τοιχώματα του δοχείου μέσα στο οποίο περιέχονται ή στα σώματα που είναι μέσα σ' αυτά κτλ.

στ) Η αντίσταση του αέρα που δέχεται ένα σώμα όταν κινείται.

ζ) Η κάθετη δύναμη που ασκείται στο σώμα από την επιφάνεια στην οποία αυτό ισορροπεί.

ε) Η άνωση που δέχεται ένα σώμα από το υγρό, μέσα στο οποίο είναι βυθισμένο

Οι δυνάμεις από επαφή που ασκούνται σε ένα σώμα είναι τόσες όσα είναι τα σώματα με τα οποία αυτό έρχεται σε επαφή.

ΔΥΝΑΜΕΙΣ ΑΠΟ ΑΠΟΣΤΑΣΗ

Οι δυνάμεις που ασκούνται μεταξύ ηλεκτρικά φορτισμένων σωμάτων, οι δυνάμεις μεταξύ μαγνητών και οι δυνάμεις λόγω βαρύτητας είναι δυνάμεις από απόσταση.

Δυνάμεις από απόσταση είναι οι δυνάμεις που ασκούνται μεταξύ σωμάτων που δεν βρίσκονται σε επαφή.

Παραδείγματα δυνάμεων από απόσταση.Δυνάμεις από απόσταση είναι οι δυνάμεις που ασκούνται μεταξύ σωμάτων που δεν βρίσκονται σε επαφή

Παραδείγματα δυνάμεων από απόσταση είναι:

α) Η βαρυτική δύναμη, όπως για παράδειγμα η δύναμη που ασκεί η γη σε σώματα που δε βρίσκονται στην επιφάνειά της, όπως αλεξιπτωτιστές, αεροπλάνα ή δορυφόροι.

β) Η δύναμη που ασκεί ο ήλιος στη γη.

γ) Οι ηλεκτρικές δυνάμεις και

δ) Οι μαγνητικές δυνάμεις.

Στην επίλυση προβλημάτων είναι ανάγκη να σημειώσουμε τις δυνάμεις που ασκούνται σε ένα σώμα. Έχοντας υπόψη μας ότι οι δυνάμεις αυτές είναι δυνάμεις είτε από επαφή είτε από απόσταση,μας είναι εύκολο να τις προσδιορίσουμε.

ΣΥΝΘΕΣΗ ΔΥΝΑΜΕΩΝ ΣΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ

ΟΡΙΣΜΟΙ

Οι δυνάμεις που ασκούν οι ξυλοκόποι σ' ένα δέντρο έχουν φορείς τις ευθείες των δυο νημάτων,που τέμνονται σε κάθε σημείο.Τέτοιες δυνάμεις λέγονται συντρέχουσες δυνάμεις.

Συντρέχουσες δυνάμεις ονομάζονται οι δυνάμεις που οι φορείς τους τέμνονται σε ένα σημείο

Συντρέχουσες δυνάμεις ονομάζονται οι δυνάμεις που οι φορείς τους τέμνονται σε ένα σημείο.

Παιδιά τραβούν με σκοινιά έναν κρίκο.Οι δυνάμεις που ασκούν τα παιδιά έχουν κοινό φορέα που συμπίπτει με τη γραμμή του νήματος

Οι δυνάμεις που ασκούν τα παιδιά έχουν κοινό φορέα που συμπίπτει με τη γραμμή του νήματος,όπως φαίνεται στο παραπάνω σχήμα.Οι δυνάμεις αυτές λέγονται συγγραμμικές.

Συγγραμμικές δυνάμεις ονομάζονται οι δυνάμεις που έχουν την ίδια διέυθυνση

Συγγραμμικές δυνάμεις ονομάζονται οι δυνάμεις που έχουν την ίδια διέυθυνση,δηλαδή έχουν κοινό φορέα.

Οι συγγραμμικές δυνάμεις διακρίνονται σε:

α) Ομόρροπες:

Ομόρροπες δυνάμεις ονομάζονται οι συγγραμμικές δυνάμεις που έχουν την ίδια φορά

Ομόρροπες δυνάμεις ονομάζονται οι συγγραμμικές δυνάμεις που έχουν την ίδια φορά.

β) Αντίρροπες:

Αντίρροπες δυνάμεις ονομάζονται οι συγγραμμικές δυνάμεις που έχουν αντίθετη φορά

Αντίρροπες δυνάμεις ονομάζονται οι συγγραμμικές δυνάμεις που έχουν αντίθετη φορά. Ειδικά δυο αντίρροπες συγγραμμικές δυνάμεις που έχουν και ίσα μέτρα λέγονται αντίθετες.

Αντίθετες δυνάμεις ονομάζονται οι αντίρροπες συγγραμμικές δυνάμεις που έχουν ίσα μέτρα και αντίθετη φορά

Αντίθετες δυνάμεις ονομάζονται οι αντίρροπες συγγραμμικές δυνάμεις που έχουν ίσα μέτρα και αντίθετη φορά.

ΣΥΝΙΣΤΑΜΕΝΗ ΔΥΝΑΜΕΩΝ

Τοποθετούμε στο άκρο του ελατηρίου δύο σώματα,όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα,που έχουν αντίστοιχα βάρος Β1 και Β2 και μετράμε την επιμήκυνση που παθαίνει το ελατήριο.

Τοποθετούμε στο άκρο του ελατηρίου δύο σώματα που έχουν αντίστοιχα βάρος Β1 και Β2.Η δύναμη Β3 είναι η συνισταμένη των δυνάμεων Β1 και Β2

Ύστερα αντικαθιστούμε τα δυο σώματα με ένα σώμα που έχει βάρος Β3=Β1+Β2. Μετράμε τη νέα επιμήκυνση του ελατηρίου και βρίσκουμε ότι είναι ίδια με την προηγούμενη.Από αυτό καταλαβαίνουμε ότι η δύναμη Β3 προκαλεί στο ελατήριο το ίδιο αποτέλεσμα,με εκείνο που προκαλούν και οι δυο δυνάμεις Β1 και Β2 μαζί.Στην περίπτωση αυτή λέμε ότι η δύναμη Β3 μπορεί να αντικαταστήσει τις δυνάμεις Β1 και Β2.Η αντικατάσταση δυο ή περισσότερων δυνάμεων από μια άλλη δύναμη που προκαλεί τα ίδια αποτελέσματα με τις προηγούμενες δυνάμεις,λέγεται σύνθεση δυνάμεων.Οι δυνάμεις Β1 και Β2 που αντικαθίστανται λέγονται συνιστώσες και η δύναμη Β3 που τις αντικαθιστά λέγεται συνισταμένη των δυνάμεων αυτών.

Σύνθεση δυνάμεων ονομάζεται η διαδικασία που ακολουθούμε για την αντικατάσταση των δυνάμεων που ασκούνται πάνω σ'ένα σώμα με μια η οποία προκαλεί το ίδιο αποτέλεσμα με αυτές

Σύνθεση δυνάμεων ονομάζεται η διαδικασία που ακολουθούμε για την αντικατάσταση των δυνάμεων που ασκούνται πάνω σ'ένα σώμα με μια η οποία προκαλεί το ίδιο αποτέλεσμα με αυτές.

Οι δυνάμεις που αντικαταστάθηκαν ονομάζονται συνιστώσες

Συνισταμένη δυο ή περισσότερων δυνάμεων ονομάζεται η δύναμη που προκαλεί το ίδιο αποτέλεσμα,με εκείνο που προκαλούν οι δυο ή περισσότερες δυνάμεις μαζί

Συνισταμένη δυο ή περισσότερων δυνάμεων ονομάζεται η δύναμη που προκαλεί το ίδιο αποτέλεσμα,με εκείνο που προκαλούν οι δυο ή περισσότερες δυνάμεις μαζί.

ΣΥΝΘΕΣΗ ΔΥΟ ΣΥΝΤΡΕΧΟΥΣΩΝ ΔΥΝΑΜΕΩΝ ΠΟΥ ΣΧΗΜΑΤΙΖΟΥΝ ΓΩΝΙΑ

Για να υπολογίσουμε τη συνισταμένη δύναμη στην περίπτωση που οι δυνάμεις έχουν διαφορετικές διευθύνσεις χρησιμοποιούμε τον κανόνα του παραλληλογράμμου.

Για να υπολογίσουμε τη συνισταμένη δύναμη στην περίπτωση που οι δυνάμεις έχουν διαφορετικές διευθύνσεις χρησιμοποιούμε τον κανόνα του παραλληλογράμμου

Κανόνας του Παραλληλογράμμου

α) Μετατοπίζουμε τη μία δύναμη (διατηρώντας τη διεύθυνση της) ώστε οι δύο δυνάμεις να αποκτήσουν κοινή αρχή.

β) Φέρνουμε βοηθητικές (διακεκομμένες) ευθείες από το τέλος κάθε δύναμης παράλληλα προς την άλλη.

γ) Η συνισταμένη δύναμη θα έχει αρχή την αρχή των δύο δυνάμεων και τέλος το σημείο τομής των βοηθητικών ευθειών.

Η συνισταμένη των δυνάμεων,που έχουν το ίδιο σημείο εφαρμογής και σχηματίζουν γωνία,δίνεται από το διαγώνιο διάνυσμα του παραλληλογράμμου που έχει πλευρές τα διανύσματα των δυνάμεων αυτών

ΣΥΝΘΕΣΗ ΔΥΝΑΜΕΩΝ ΠΟΥ ΣΧΗΜΑΤΙΖΟΥΝ ΓΩΝΙΑ 90°

Υποθέτουμε ότι σε ένα σημείο Ο ενεργούν δύο δυνάμεις F1 και F2 που σχηματίζουν γωνία 90°. Ζητάμε τον προσδιορισμό της συνισταμένης τους.

Σε ένα σημείο Ο ενεργούν δύο δυνάμεις F1 και F2 που σχηματίζουν γωνία 90°

Η κατεύθυνση της συνισταμένης θα προσδιοριστεί αν υπολογισθεί η γωνία θ που αυτή σχηματίζει με τη συνιστώσα F1. Κατασκευάζοντας το παραλληλόγραμμο των δυνάμεων προκύπτει ότι η συνισταμένη είναι η υποτείνουσα ορθογωνίου τριγώνου του οποίου οι κάθετες πλευρές είναι οι δυνάμεις F1 και F2.

Όταν οι διευθύνσεις των δυνάμεων είναι κάθετες μεταξύ τους,το μέτρο της συνισταμένης βρίσκεται εύκολα από το πυθαγόρειο θεώρημα

Όταν οι διευθύνσεις των δυνάμεων είναι κάθετες μεταξύ τους,όπως φαίνεται στο παραπάνω σχήμα,το μέτρο της συνισταμένης βρίσκεται εύκολα από το πυθαγόρειο θεώρημα και δίνεται από την σχέση:

ΣF²=F²1+F²2 ή

________

ΣF=√F²1+F²2

Η γωνία θ προσδιορίζεται από τη σχέση:

εφθ = F2/F1

ΑΝΑΛΥΣΗ ΔΥΝΑΜΗΣ ΣΕ ΣΥΝΙΣΤΩΣΕΣ

ΑΝΑΛΥΣΗ ΔΥΝΑΜΗΣ ΣΕ ΣΥΝΙΣΤΩΣΕΣ

Είδαμε ότι μπορούμε να αντικαταστήσουμε τις δυνάμεις F1 και F2 με την δύναμη ΣF.Μπορούμε όμως να κάνουμε και το αντίστροφο,δηλαδή να αντικαταστήσουμε την ΣF με τις δυνάμεις F1 και F2 χωρίς να μεταβληθεί το αποτέλεσμα.Η αντικατάσταση αυτή λέγεται ανάλυση της δύναμης ΣF σε δύο συνιστώσες F1 και F2.

Ανάλυση της δύναμης ΣF σε δύο συνιστώσες F1 και F2

Για να αναλύσουμε μια δύναμη ΣF σε δύο συνιστώσες που έχουν ως διευθύνσεις τους άξονες Οx και Οy,φέρουμε από το άκρο Α του διανύσματος ΣF ευθείες παράλληλες προς τους άξονες Οx και Οy.Σχηματίζεται έτσι ένα παραλληλόγραμμο,που τα διανύσματα των πλευρών του ΟΒ και ΟΓ παριστάνουν τις συνιστώσες F1 και F2 στις οποίες αναλύεται η ΣF.

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ

Ένας άνθρωπος σύρει μια βάρκα σε ένα ποτάμι με τη βοήθεια σχοινιού.Ο άνθρωπος κινείται παράλληλα στο ποτάμι.Για να κατανοήσουμε την κίνηση της βάρκας πρέπει να αναλύσουμε τη δύναμη που ασκεί ο άνθρωπος σε δύο συνιστώσες.

Ένας άνθρωπος σύρει μια βάρκα σε ένα ποτάμι με τη βοήθεια σχοινιού

Μια παράλληλη, FΠ, προς το ρεύμα του ποταμού και μια κάθετη FK σ’ αυτό. Η παράλληλη συνιστώσα, FΠ κινεί τη βάρκα προς τα εμπρός ενώ η κάθετη FK σ' αυτό. Η παράλληλη συνιστώσα, FΠ κινεί τη βάρκα προς τα εμπρός ενώ η κάθετη την έλκει προς την ακτή.Συνήθως αναλύουμε μια δύναμη σε δύο κάθετες συνιστώσες.

ΣΥΝΘΕΣΗ ΠΟΛΛΩΝ ΟΜΟΕΠΙΠΕΔΩΝ ΔΥΝΑΜΕΩΝ

ΜΕΘΟΔΟΣ ΤΟΥ ΠΑΡΑΛΛΗΛΟΓΡΑΜΜΟΥ

Θεωρούμε πολλές ομοεπίπεδες δυνάμεις που έχουν κοινό σημείο εφαρμογής.Για να υπολογίσουμε τη συνισταμένη αυτών των ομοεπιπέδων δυνάμεων θα πρέπει να βρούμε τη συνισταμένη των δύο πρώτων δυνάμεων με τη μέθοδο του παραλληλογράμμου και στη συνέχεια να συνθέσουμε τη δύναμη αυτή με την τρίτη δύναμη, τη νέα συνισταμένη με την τετάρτη, κ.ο.κ. μέχρι να τελειώσουν όλες οι δυνάμεις.

Ο προσδιορισμός της συνισταμένης τριών δυνάμεων με την μέθοδο του παραλληλογράμμου είναι περίπλοκος

Ο τρόπος αυτός είναι περίπλοκος και γι' αυτό αποφεύγεται.

ΜΕΘΟΔΟΣ ΤΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΣΕ ΣΥΝΙΣΤΩΣΕΣ

Ο πιο εύκολος τρόπος είναι ο εξής:

Σε ένα σύστημα ορθογωνίων αξόνων, του οποίου η αρχή συμπίπτει με το σημείο εφαρμογής των ομοεπιπέδων δυνάμεων, αναλύουμε όλες τις δυνάμεις σε συνιστώσες. Παρατηρούμε τότε, ότι όλες οι συνιστώσες που βρίσκονται στον ίδιο άξονα, έχουν την ίδια ή αντίθετη κατεύθυνση και επομένως η πρόσθεσή τους είναι εύκολη. Με τον τρόπο αυτό καταλήγουμε στην σύνθεση δύο δυνάμεων καθέτων μεταξύ τους.

Ο προσδιορισμός της συνισταμένης τριών δυνάμεων με την μέθοδο της ανάλυσης σε συνιστώσες

Αυτό θα φανεί αναλυτικά στο παράδειγμα που ακολουθεί. Για ευκολία ας θεωρήσουμε τρεις δυνάμεις F1, F2, F3, που σχηματίζουν με τον άξονα των x γνωστές γωνίες θ1, θ2, θ3.Αναλύουμε κάθε δύναμη σε συνιστώσες στους άξονες x και y.

Η συνισταμένη των δυνάμεων στον x άξονα έχει τιμή:

ΣFx = F1x - F2x + F3x

Το ίδιο ισχύει και για τη συνισταμένη των δυνάμεων στον y άξονα:

ΣFy = F1y + F2y - F3y

Τα αθροίσματα αυτά είναι αλγεβρικά.

Συνεπώς θα έχουμε:

ΣF =√(ΣF_x)²+(ΣF_y)²

Η γωνία φ που σχηματίζει η συνισταμένη με τον άξονα των x προσδιορίζεται από τη σχέση:

εφφ=ΣF_yΣF_x

ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΟΜΟΕΠΙΠΕΔΩΝ ΔΥΝΑΜΕΩΝ

ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑΣ

Αν σε ένα σώμα ασκούνται πολλές δυνάμεις, που διέρχονται από το ίδιο σημείο, αυτό ισορροπεί, όταν η συνισταμένη των δυνάμεων είναι μηδέν.

Κατά την εφαρμογή της συνθήκης ισορροπίας είναι πιο εύκολο να αναλύσουμε κάποιες δυνάμεις σε δυο κάθετες συνιστώσες κατά τις διευθύνσεις x, y.

Κατά την εφαρμογή της συνθήκης ισορροπίας είναι πιο εύκολο να αναλύσουμε κάποιες δυνάμεις σε δυο κάθετες συνιστώσες κατά τις διευθύνσεις x, y

Τότε, η συνθήκη ισορροπίας ισχύει χωριστά για κάθε διεύθυνση.Άρα σ'αυτήν την περίπτωση μπορούμε να γράψουμε:

ΣFx = 0

ΣFολ = 0 $\Rightarrow$

ΣFy = 0

Τα αθροίσματα αυτά είναι αλγεβρικά και οι δυνάμεις είναι ομοεπίπεδες.

ΜΕΡΙΚΕΣ ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ

α) Ισορροπία σώματος υπό την επίδραση δύο δυνάμεων.

Θεωρούμε ένα βιβλίο που ηρεμεί πάνω σε οριζόντιο επίπεδο.Στο βιβλίο ασκούνται δυο δυνάμεις.Το βάρος του Β και η δύναμη Ν του επιπέδου.

Θεωρούμε ένα βιβλίο που ηρεμεί πάνω σε οριζόντιο επίπεδο.Στο βιβλίο ασκούνται δυο δυνάμεις.Το βάρος του Β και η δύναμη Ν του επιπέδου

Αφού το βιβλίο ισορροπεί θα ισχύει:

ΣF = 0 ή

Β - Ν = 0 ή

Ν = Β

Άρα η δύναμη από το επίπεδο και το βάρος του βιβλίου είναι δυνάμεις αντίθετες.

β) Ισορροπία σώματος υπό την επίδραση τριών δυνάμεων (ομοεπιπέδων).

Θεωρούμε τρεις ομοεπίπεδες δυνάμεις σε ισορροπία.

Θεωρούμε τρεις ομοεπίπεδες δυνάμεις σε ισορροπία.Θα πρέπει η συνισταμένη των τριών δυνάμεων να είναι ίση με μηδέν. Δηλαδή η συνισταμένη των δυo να είναι αντίθετη της τρίτης

Θα πρέπει η συνισταμένη των τριών δυνάμεων να είναι ίση με μηδέν. Δηλαδή η συνισταμένη των δυo να είναι αντίθετη της τρίτης.

Ο ΝΟΜΟΣ ΤΗΣ ΤΡΙΒΗΣ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Όταν περπατάμε σε γυαλισμένο πάτωμα ή σε παγωμένο δρόμο δυσκολευόμαστε να περπατήσουμε.Τα περισσότερα δυστυχήματα με αυτοκίνητα συμβαίνουν όταν οι δρόμοι είναι βρεγμένοι.

Σπρώχνουμε ένα βιβλίο πάνω σ' ένα τραπέζι.Το βιβλίο αρχίζει να κινείται και λίγο αργότερα σταματά

Σπρώχνουμε ένα βιβλίο πάνω σ' ένα τραπέζι όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.Το βιβλίο αρχίζει να κινείται και λίγο αργότερα σταματά.Μια δύναμη προκάλεσε το σταμάτημα του βιβλίου.

Κινούμε ένα μολύβι πάνω στη σελίδα του τετραδίου μας

Κινούμε ένα μολύβι πάνω στη σελίδα του τετραδίου μας.Παρατηρούμε ότι αισθανόμαστε μια δύναμη που αντιστέκεται στην κίνηση του μολυβιού.

ΟΡΙΣΜΟΣ ΤΡΙΒΗΣ

Η δύναμη που ασκείται και στα δυο παραπάνω παραδείγματα και αντιστέκεται στην κίνηση των σωμάτων του βιβλίου και του μολυβιού ονομάζεται τριβή.

Τριβή ονομάζεται η δύναμη που ασκείται από ένα σώμα σε ένα άλλο όταν βρίσκονται σε επαφή και το ένα κινείται ή τείνει να κινηθεί σε σχέση με το άλλο

Τριβή ονομάζεται η δύναμη που ασκείται από ένα σώμα σε ένα άλλο όταν βρίσκονται σε επαφή και το ένα κινείται ή τείνει να κινηθεί σε σχέση με το άλλο.

Η τριβή εμφανίζεται πάντα ανάμεσα σε δύο επιφάνειες και εμφανίζεται πάντα σε κάθε κίνηση

Η τριβή εμφανίζεται πάντα ανάμεσα σε δύο επιφάνειες και εμφανίζεται πάντα σε κάθε κίνηση,που παρατηρούμε στην καθημερινή μας ζωή.Η Τριβή οφείλεται στις ανωμαλίες των επιφανειών των αντικειμένων που βρίσκονται σε επαφή.Ακόμη και οι επιφάνειες που φαίνεται να λείες,έχουν ανωμαλίες όταν τις δούμε στο μικροσκόπιο.

Η τριβή εμφανίζεται πάντα ανάμεσα σε δύο επιφάνειες και εμφανίζεται πάντα σε κάθε κίνηση

Η τριβή είναι η δύναμη που ασκείται από ένα σώμα σε ένα άλλο όταν βρίσκονται σε επαφή και το ένα κινείται ή τείνει να κινηθεί σε σχέση με το άλλο.Η διεύθυνση της τριβής είναι παράλληλη προς τις επιφάνειες που εφάπτονται και έχει φορά τέτοια ώστε να αντιστέκεται στην ολίσθηση της μιας επιφάνειας πάνω πάνω στην άλλη.

Η διεύθυνση της τριβής είναι παράλληλη προς τις επιφάνειες που εφάπτονται και έχει φορά τέτοια ώστε να αντιστέκεται στην ολίσθηση της μιας επιφάνειας πάνω πάνω στην άλλη

Όταν στη Φυσική λέμε λεία επιφάνεια εννοούμε ότι για αυτή την επιφάνεια ισχύει Τ=0.Στην πραγματικότητα δεν υπάρχει επιφάνεια που να ισχύει Τ=0.Είναι ένα φανταστικό κατασκεύασμα για να απλοποιήσουμε τις ασκήσεις.

Τριβή εμφανίζεται επίσης όταν ένα σώμα κινείται μέσα σε ρευστό (στον αέρα ή σε υγρό). Στην περίπτωση αυτή μιλάμε για αντίσταση αντί για τριβή.

ΣΤΑΤΙΚΗ ΤΡΙΒΗ

Το σώμα Σ ισορροπεί πάνω σε οριζόντιο υποστήριγμα,όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.Στο σώμα αυτό ασκούνται δυο δυνάμεις,το βάρος Β και η δύναμη Ν από το υποστήριγμα.

Το σώμα Σ ισορροπεί πάνω σε οριζόντιο υποστήριγμα

Επειδή το σώμα ισορροπεί,πρέπει οι δυνάμεις Β και Ν να είναι αντίθετες.Από αυτό συμπεραίνουμε ότι η Ν είναι κάθετη στην επιφάνεια του υποστηρίγματος και έχει μέτρο ίσο με το βάρος του σώματος,δηλαδή Ν=Β.Κατόπιν εφαρμόζουμε στο σώμα Σ μια δύναμη F,όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

Εφαρμόζουμε στο σώμα Σ μια δύναμη F

Παρατηρούμε ότι το σώμα Σ δεν κινείται,αν και ασκείται σ' αυτό η οριζόντια δύναμη.Από αυτό καταλαβαίνουμε ότι ασκείται στο σώμα Σ από το υποστήριγμα και μια άλλη δύναμη Τσ,που είναι αντίθετη με την F,δηλαδή Τσ=F,και την εξουδετερώνει.Η δύναμη αυτή λέγεται στατική τριβή Τσ.

Αυξάνουμε σταθερά τα σταθμά του δίσκου από F σε F1,F2,F3 κ.τ.λ. και παρατηρούμε ότι το σώμα Σ εξακολουθεί να ισορροπεί μέχρι ενός ορίου

Αυξάνουμε σταθερά τα σταθμά του δίσκου από F σε F1,F2,F3 κ.τ.λ. και παρατηρούμε ότι το σώμα Σ εξακολουθεί να ισορροπεί μέχρι ενός ορίου.Από αυτό συμπεραίνουμε ότι η στατική τριβή παίρνει διαδοχικά τις τιμές F1,F2,F3 κ.τ.λ.

Στατική τριβή ονομάζεται η τριβή που εμφανίζεται σε ένα σώμα,όταν επιχειρούμε να το κινήσουμε και αυτό παραμένει ακίνητο

Επομένως:

Στατική τριβή ονομάζεται η τριβή που εμφανίζεται σε ένα σώμα,όταν επιχειρούμε να το κινήσουμε και αυτό παραμένει ακίνητο.

Η στατική τριβή έχει διεύθυνση παράλληλη προς την επιφάνεια επαφής και φορά αντίθετη προς την δύναμη που τείνει να κινήσει το σώμα.

Η στατική τριβή,που εμφανίζεται μεταξύ δυο ορισμένων επιφανειών που βρίσκονται σε επαφή,δεν έχει ορισμένη τιμή.Η στατική τριβή εμποδίζει την έναρξη της κίνησης των σωμάτων.

Η στατική τριβή,που εμφανίζεται μεταξύ δυο ορισμένων επιφανειών που βρίσκονται σε επαφή,δεν έχει ορισμένη τιμή

Αν εξακολουθήσουμε να αυξάνουμε τα σταθμά του δίσκου θα παρατηρήσουμε ότι σε κάποια στιγμή το σώμα θα αρχίσει να γλιστράει (ολισθαίνει) πάνω στο επίπεδο.Η δύναμη της στατικής τριβής έχει πάρει τη μέγιστη τιμή και λέγεται οριακή τριβή.

Οριακή τριβή ονομάζεται η μέγιστη τιμή της στατικής τριβής

Οριακή τριβή ονομάζεται η μέγιστη τιμή της στατικής τριβής.

Το συμπέρασμα που βγαίνει είναι ότι η στατική τριβή δεν έχει σταθερή τιμή, αλλά η τιμή της αυξάνεται από μηδέν μέχρι μια μέγιστη τιμή την οριακή τριβή.

ΤΡΙΒΗ ΟΛΙΣΘΗΣΗΣ

Στο προηγούμενο πείραμα συνεχίζουμε να αυξάνουμε διαδοχικά τα σταθμά του δίσκου.Όταν τα σταθμά μεγαλώσουν πολύ,π.χ. F4,παρατηρούμε ότι το σώμα Σ ολισθαίνει(γλιστρά) αργά και ομαλά,δηλαδή με σταθερή ταχύτητα.Στην περίπτωση αυτή η τριβή που ασκείται στο σώμα από το υποστήριγμα του είναι F4 και λέγεται τριβή ολίσθησης Τ.

Τριβή ολίσθησης ονομάζεται η δύναμη που εμφανίζεται σε ένα σώμα,όταν αυτό ολισθαίνει σ' ένα σώμα

Επομένως:

Τριβή ολίσθησης ονομάζεται η δύναμη που εμφανίζεται σε ένα σώμα,όταν αυτό ολισθαίνει σ' ένα σώμα.

Η τριβή ολίσθησης έχει διεύθυνση παράλληλη προς την επιφάνεια επαφής και φορά αντίθετη προς τη φορά κίνησης.

Η τριβή ολίσθησης έχει διεύθυνση παράλληλη προς την επιφάνεια επαφής και φορά αντίθετη προς τη φορά κίνησης

Η τριβή ολίσθησης έχει μέτρο ίσο με το μέτρο της δύναμης που πρέπει να ασκήσουμε στο σώμα,παραλλήλως προς την επιφάνεια επαφής,για να κινείται αυτό με σταθερή ταχύτητα.

ΝΟΜΟΙ ΤΗΣ ΤΡΙΒΗΣ ΟΛΙΣΘΗΣΗΣ

α) Στο προηγούμενο πείραμα βρήκαμε ότι η τριβή ολίσθησης είναι Τ=F4.Πάνω στο ίδιο υποστήριγμα τοποθετούμε το ίδιο σώμα με μια μικρότερη έδρα του.Μετράμε την τριβή ολίσθησης και βρίσκουμε ότι είναι πάλι Τ=F4.

Η τριβή ολίσθησης είναι ανεξάρτητη από το εμβαδόν της επιφάνειας επαφής των δυο σωμάτων

Από αυτό συμπεραίνουμε ότι:

Η τριβή ολίσθησης είναι ανεξάρτητη από το εμβαδόν της επιφάνειας επαφής των δυο σωμάτων.

β) Με πειράματα και ακριβείς μετρήσεις αποδεικνύεται επίσης ότι:

Η τριβή ολίσθησης είναι ανεξάρτητη από την ταχύτητα του σώματος

Η τριβή ολίσθησης είναι ανεξάρτητη από την ταχύτητα του σώματος.

γ) Διπλασιάζουμε το βάρος του σώματος Σ,μετράμε πάλι την τριβή ολίσθησης Τ2 και βρίσκουμε ότι είναι διπλάσια από πριν,δηλαδή Τ2=Τ.Παρατηρούμε ακόμα ότι Ν'=2·Β=2·Ν.

Η τριβή ολίσθησης είναι ανάλογη με την δύναμη Ν την οποία ασκεί το υποστήριγμα στο σώμα κάθετα στην επιφάνεια επαφής

Από αυτά συμπεραίνουμε ότι:

Η τριβή ολίσθησης είναι ανάλογη με την δύναμη Ν την οποία ασκεί το υποστήριγμα στο σώμα κάθετα στην επιφάνεια επαφής.

δ) Τοποθετούμε το ίδιο σώμα Σ,που έχει βάρος Β,σε λείο υποστήριγμα,μετράμε πάλι την τριβή ολίσθησης και βρίσκουμε ότι είναι μικρότερη από F4.

Η τριβή ολίσθησης εξαρτάται από την φύση των επιφανειών που τρίβονται

Από αυτό συμπεραίνουμε ότι:

Η τριβή ολίσθησης εξαρτάται από την φύση των επιφανειών που τρίβονται.

ΔΙΑΤΥΠΩΣΗ ΤΗΣ ΤΡΙΒΗΣ ΟΛΙΣΘΗΣΗΣ

Οι νόμοι αυτοί εκφράζονται με τον τύπο:

Τ=μ·Ν

όπου:
Τ η τριβή ολίσθησης.
μ ο συντελεστής τριβής ολίσθησης.
Ν η κάθετη δύναμη με την οποία συμπιέζονται οι επιφάνειες.

Η έκφραση Τ=μ·Ν αποτελεί την ποσοτική έκφραση του νόμου της τριβής ολίσθησης

Η έκφραση Τ=μ·Ν αποτελεί την ποσοτική έκφραση του νόμου της τριβής ολίσθησης που διατυπώνεται ως εξής:
α) Η τριβή ολίσθησης έχει τιμή ανάλογη της κάθετης δύναμης Ν.

β) Ο συντελεστής αναλογίας μ λέγεται συντελεστής τριβής ολίσθησης και εκφράζει την εξάρτηση της τριβής ολίσθησης από τη φύση των επιφανειών που είναι σε επαφή.

ΑΙΤΙΑ ΤΩΝ ΤΡΙΒΩΝ

Η στατική τριβή και η τριβή ολίσθησης οφείλονται στις μικρές ανωμαλίες(εσοχές και προεξοχές) που υπάρχουν στην επιφάνεια όλων των σωμάτων.

Η στατική τριβή και η τριβή ολίσθησης οφείλονται στις μικρές ανωμαλίες(εσοχές και προεξοχές) που υπάρχουν στην επιφάνεια όλων των σωμάτων

Όταν τα σώματα έρχονται σε επαφή,οι προεξοχές του ενός σώματος εμπλέκονται στις εσοχές του άλλου.

Όταν τα σώματα έρχονται σε επαφή,οι προεξοχές του ενός σώματος εμπλέκονται στις εσοχές του άλλου

Έτσι,όταν προσπαθήσουμε να κινήσουμε το ένα σώμα πάνω στο άλλο,εμφανίζονται οι τριβές που αντιστέκονται στην κίνηση.Οι τριβές είναι μικρές,όταν οι επιφάνειες που τρίβονται είναι λείες,ενώ μεγάλες όταν οι επιφάνειες αυτές είναι τραχιές.

ΚΑΛΗ ΤΡΙΒΗ

Η τριβή έχει ένα διπλό ρόλο στη ζωή μας.Υπάρχει η καλή Τριβή και η κακή Τριβή.Η καλή Τριβή μας βοηθάει να βαδίσουμε.Αν δεν υπήρχε τριβή,θα γλιστρούσαμε,όπως για παράδειγμα όταν προσπαθούμε να βαδίσουμε πάνω σε πάγο.

Η καλή Τριβή μας βοηθάει να βαδίσουμε

Η τριβή είναι αναγκαία για την κίνηση ενός αυτοκινήτου.Χωρίς αυτή το αυτοκίνητο δε θα μπορούσε να κινηθεί γιατί οι τροχοί του θα περιστρέφονταν στην ίδια θέση.

Αν δεν υπήρχε τριβή,θα γλιστρούσαμε,όπως για παράδειγμα όταν προσπαθούμε να βαδίσουμε πάνω σε πάγο

Σε πολλές περιπτώσεις της καθημερινής μας ζωής οι τριβές είναι πολύ χρήσιμες.Εξαιτίας των τριβών μπορούμε να βαδίσουμε,να κρατούμε στα χέρια μας διάφορα αντικείμενα και να εκτελούμε πολλές χειρωνακτικές εργασίες.

Η τριβή είναι αναγκαία για την κίνηση ενός αυτοκινήτου

Η κίνηση των οχημάτων,η λειτουργία των φρένων τους,η μετάδοση της κίνησης με ιμάντα(λουρί) και πολλά άλλα φαινόμενα πραγματοποιούνται εξαιτίας των τριβών.Όταν λοιπόν πρέπει να έχουμε μεγάλες τριβές,φροντίζουμε οι επιφάνειες των σωμάτων να είναι τραχιές.

Όταν πρέπει να έχουμε μεγάλες τριβές,φροντίζουμε οι επιφάνειες των σωμάτων να είναι τραχιές.Για το λόγο αυτό χαράζουμε τα λάστιχα των αυτοκινήτων

Για το λόγο αυτό ρίχνουμε άμμο στους παγωμένους δρόμους και στις σιδηροτροχιές του τρένου,χαράζουμε τα λάστιχα των αυτοκινήτων και μερικές φορές βάζουμε αλυσίδες σ' αυτά.

ΚΑΚΗ ΤΡΙΒΗ

H κακή Τριβή αντιστέκεται στην κίνηση των σωμάτων όπως για παράδειγμα η κίνηση του έλκηθρου,η κίνηση του κολυμβητή,του αλεξιπτωτιστή που πέφτει στον αέρα κ.α..

H κακή Τριβή αντιστέκεται στην κίνηση των σωμάτων όπως για παράδειγμα η κίνηση του έλκηθρου

Πολλές φορές όμως οι τριβές είναι επιζήμιες και επομένως ανεπιθύμητες.Στις διάφορες μηχανές οι μεταλλικές επιφάνειες που τρίβονται θερμαίνονται και σιγά σιγά καταστρέφονται.Στις περιπτώσεις αυτές φροντίζουμε να ελαττώνουμε τις τριβές χρησιμοποιώντας κατάλληλα λιπαντικά.

Στις διάφορες μηχανές οι μεταλλικές επιφάνειες που τρίβονται θερμαίνονται και σιγά σιγά καταστρέφονται

Τα τελευταία χρόνια έχει αναπτυχθεί η τεχνολογία της χρήσης του αέρα υπό πίεση για την κίνηση σωμάτων πάνω σε λεπτό στρώμα αέρα οπότε η τριβή ελαττώνεται πολύ σημαντικά.

ΚΥΛΙΣΗ ΚΑΙ ΤΡΙΒΗ

Η κύλιση ενός σώματος γίνεται ευκολότερα από την ολίσθηση του και για το λόγο αυτό επιδιώκουμε στις διάφορες εφαρμογές να έχουμε κύλιση και όχι ολίσθηση.

Η κύλιση ενός σώματος γίνεται ευκολότερα από την ολίσθηση του και για το λόγο αυτό επιδιώκουμε στις διάφορες εφαρμογές να έχουμε κύλιση και όχι ολίσθηση

Η μετατροπή της ολίσθησης σε κύλιση γίνεται με την χρησιμοποίηση του τροχού ή του ρουλεμάν.

Το ρουλεμάν είναι εξάρτημα των μηχανών για τη στήριξη περιστρεφόμενου άξονα ενός αντικειμένου (π.χ. στηρίζει τον άξονα ενός τροχού) και την ελάττωση της τριβής,το οποίο αποτελείται από δύο ομόκεντρους μεταλλικούς δακτύλιους με κυλιόμενες σφαίρες ή κυλίνδρους στο ενδιάμεσό τους διάστημα