36
Куда направлена сила треня?
Если вы утверждаете, что сила треня направлена против движения, то в этом утверждении все правильно. Например, на сосkalзыващие с горы санки действует сила треня , направлена в сторону, противоложную скорости санок (рис. 1). Но очень часто сила треня преподносит неожиданные скорpirизы. Вот несколько примеров.
Человек идет поровному месту, скорость человека направлена вправа. Куда направлена сила треня? Правильный ответ — тоже вправо, то есть в сторону движения человека, а не в противоположную (рис. 2). Впрочем, разберем подробнее этот случай. Когда человек, делая шаг, отталкивает ногой от земли, подошва ботинка «стремится» движется назад, в сторо-ну, противоположную движению человека. А сила треня, действующая со стороны земли на подошву, направлена против движения подошвы, то есть вправо, как и показано на рисунке 2. Движение подошвы относительно земли играет главную роль—против него и действует сила треня.
Если тренние достаточно для того, чтобы человек щелел без противоложного сильно или трене мал, начинается противоложение: подошва движется назад, голова остается на месте, равновесие нарушается, человек падает. Попробуйте быстрее идти по гладкому льду!
Рис. 1.
Рис. 2.
37
Однако процесс ходьбы состоит не только из одних толчков. Толчок — это первый этап, кроме него есть и другие характерные движения: «отставшая»hora выносится вперед и становится на землю. В этом случае сила треня направлена уже против движения человека.
Таким образом, при ходьбе направление силы треня все время изменяется.
To же самое бывают и при более налыжах: когда льжник толкается палками и льжами (рис. 3, а), направление силы треня одно, а при дальнейшем движении по инерции (рис. 3, б) — другое. Очевидно, для бега на льжах выгодно, чтобы при свободном скольжении сила треня была минимальная, а при толчке не должны быть проскальзывания, то есть сила треня должна быть как можно большей.
Это можно достигнуть, например, приклен на льжи мех таким образом, чтобы ворс был направлен от носка льжи к ее концу. Таким образом, действительно ползуются на Севере.
Постотрим теперь, как направлена сила треня, когда человека ходит по горам. Если спуск достаточно кругой, то человек «тормозит» ногами, пытаясь предотвратить скатывание (рис. 4, а): сила треня направлена против скорости человека.
При пологом спуске и при подьеме на гору (рис. 4, б) тормозить не требуется, все проискодит аналогично случаю ходьбы поровной поверхности.
Еще больше неожиданностей tant в себе сила треня при рассмотрении
Рис. 4.
Рис. 5.
катящегося шара (рис. 5). С одной стороны, если просkalзывания нет, то это означает, что трене достаточно, чтобы шар мог «отталкивать» от земли (на шар действует сила треня ), причем для шара это «отталкивание» проискодит непрерывно.
С другой стороны, катящийся шар заменяет свое движение и в конце концов останавливается. Значит, на шар действует — и тоже не прерывно — еще и сила треня . Для шара два этапа движения, изображенные на рисунке 3, сливаются в один.
To же самое можно сказать и о колесах движущегося автоматия, поезда и т.п.
Подумайте, о каких еще неожиданности в поведении силы треня можно было бы расссказать?
Рис. 3.