Κεφάλαιο 5 : Εφαρμογές Νόμων Νεύτωνα, Μέρος 1

1. Κεφάλαιο 5: Εφαρμογές Νόμων Νεύτωνα, Μέρος 1 Θα ασχοληθούμε με εφαρμογές των νόμων του Νεύτωνα: ▪ Ισορροπία υλικού σημείου ▪ Δύναμη τριβής ▪ Δύναμη τάσης και τροχαλίες. Πως πετά το πουλί; Ποιους νόμους του Νεύτωνα χρησιμοποιεί; ▪ Ανυψώνεται χτυπώντας τα φτερά του, ο αέρας αντιδρά σπρώχνοντας τα φτερά προς τα πάνω (3ος Νόμος) ▪ Η δύναμη του αέρα προσδίδει στο πουλί συγκεκριμένη επιτάχυνση (2ος Νόμος) ▪ Πετά με σταθερή ταχύτητα όταν η βαρύτητα εξισορροπείται από τις αεροδυναμικές δυνάμεις (1οςΝόμος)

4. Σπρώχνουμε σώμα με δύναμη F αλλά αυτό δεν κινείται. Αυξάνουμε την Fκαι το σώμα είναι ακίνητο. Σπρώχνουμε με όλη την δύναμή μας και το σώμα αρχίζει να ολισθαίνει. Τι μας λέει αυτό για τις δυνάμεις που ασκούνται στο σώμα; Στο ακίνητο σώμα ασκείται μια μεταβλητή δύναμη fs η οποία εξισορροπείτην δύναμη F πουασκούμε. Η δύναμη αυτή ονομάζεται στατική τριβή. Καθώς η F αυξάνεται αρχίζει να κινεί το σώμα. Από εκεί και πέρα για να κινηθεί το σώμα με σταθερή ταχύτητα θα πρέπει να μειώσουμε την F. Η δύναμη τριβής είναι μικρότερη της στατικής αλλά μη μηδενική,ασκείται ανάμεσα σε επιφάνειες σε σχετική κίνηση καιονομάζεταιδυναμική τριβή

5. FN F mg • Ιδιότητες Τριβής: • Αν το σώμα σε επαφή με την επιφάνεια δεν κινείται ως προς την επιφάνεια, η στατική τριβή fsείναι ίση με τη δύναμη που ασκούμε στο σώμα. • Το μέγεθος της στατικής τριβής fsμεταβάλλεται από 0 ως τη μέγιστη τιμή της fs max = μs FN (fs ≤ μs FN)όπου FNη κάθετη δύναμη αντίδρασης. H σταθερά μsείναι γνωστή ως ο συντελεστής στατικής τριβής. Εάν η δύναμη F γίνει μεγαλύτερη της fs maxτότε το σώμα αρχίζει να κινείται. • Όταν το σώμα κινείται ασκείται σε αυτό σταθερή δύναμη τριβής ίση με fk= μκFNμε μκο συντελεστής κινητικής τριβής (fk< fs max) • Σημείωση: H κινητική και η στατική τριβή ασκούνται παράλληλα στις επιφάνειες με φορά πάντα αντίθετη στην φορά της κίνησης

6. Που οφείλεται η τριβή; Σε ατομική κλίμακα ακόμη και η πιο επίπεδη στο μάτι επιφάνεια απέχει πολύ από να είναι επίπεδη. Όταν δύο σώματα εφάπτονται η πραγματική επιφάνεια επαφής είναι πολύ μικρότερητης φαινόμενης επιφάνειας επαφής (λόγος μέχρι και 1:104) Καθώς η επιφάνεια επαφής είναι πολύ μικρή, στα σημεία επαφής αναπτύσσονται τεράστιες τάσεις έτσι ώστε να ασκούνται ισχυρές ενδομοριακές δυνάμεις (δεσμοί) ανάμεσα στα μόρια των δύο επιφανειών. Όταν ένα σώμα ολισθαίνει πάνω σε άλλο, η τριβή σχετίζεται με το σπάσιμο των δεσμών αυτών για να κινηθεί το σώμα Ο συντελεστής τριβής εξαρτάται από πολλές μεταβλητές όπως η φύση των υλικών, η λείανση των επιφανειών, η θερμοκρασία και το ποσοστό των προσμίξεων στο υλικό.