WEBVTT

00:00:00.570 --> 00:00:04.680
Итак, у нас есть деревянный блок с массой 5 кг,

00:00:04.680 --> 00:00:08.830
он лежит на земле,

00:00:08.830 --> 00:00:16.720
и коэффициент трения покоя между этим видом дерева и землей равен 0,6,

00:00:16.720 --> 00:00:23.030
и коэффициент трения скольжения между этим видом дерева и землей равен 0,55.

00:00:23.030 --> 00:00:25.630
Это было определено кем-то много лет назад

00:00:25.630 --> 00:00:28.060
или вы можете найти это в справочниках.

00:00:28.060 --> 00:00:32.300
И предположим, что мы толкаем этот блок с этой стороны с силой равной 100 Н.

00:00:32.300 --> 00:00:34.440
Что будет происходить?

00:00:34.440 --> 00:00:37.250
Итак, первое, что вы могли бы понять, если нет трения,

00:00:37.250 --> 00:00:39.310
если тут совершенно нет сопротивления,

00:00:39.310 --> 00:00:42.640
нет сопротивления воздуха, мы полагаем, что в этом примере нет сопротивления воздуха

00:00:42.640 --> 00:00:45.320
То, в этом измерении, в горизонтальном измерении

00:00:45.320 --> 00:00:48.220
будет только одна сила, эта сила в 100 Н.

00:00:48.220 --> 00:00:51.810
это будет результирующая сила.

00:00:51.810 --> 00:00:56.350
Итак, у нас есть сила в 100 Н, действующая в этом направлении на массу 5 кг

00:00:56.350 --> 00:00:59.540
Сила равна масса умноженная на ускорение,

00:00:59.540 --> 00:01:01.580
ускорение и сила - веркторные величины.

00:01:01.580 --> 00:01:04.110
Итак, у нас будет сила деленная на массу,

00:01:04.110 --> 00:01:08.640
получим ускорение равное 20 метров на секунду в квадрате, в этом направлении.

00:01:08.640 --> 00:01:10.950
Мы бы это получили, если бы не было трения,

00:01:10.950 --> 00:01:13.040
но у нас есть трение в этой задаче.

00:01:13.040 --> 00:01:15.160
Давайте подумаем, как мы будем решать задачу.

00:01:15.160 --> 00:01:17.950
Итак, коэффициент трения.

00:01:17.950 --> 00:01:22.740
Итак, это - отношение модуля скорости ,

00:01:22.740 --> 00:01:24.460
которую я называю "движущая сила" .

00:01:24.460 --> 00:01:28.820
Сила, которую вы должны применить, чтобы сдвинуть тело

00:01:28.820 --> 00:01:31.946
и привести его в движение. Мы начнем использовать коэффициент трения покоя.

00:01:35.072 --> 00:01:38.200
Это отношение между этим и модулем силы взаимодействия

00:01:38.200 --> 00:01:41.100
между этим блоком и землей.

00:01:41.100 --> 00:01:44.040
И модуль этой силы взаимодействия, это тоже самое

00:01:44.040 --> 00:01:48.410
что и обычная сила нормальной реакции этого блока,

00:01:48.410 --> 00:01:52.810
модуль силы нормальной реакции этого блока.

00:01:52.810 --> 00:01:54.150
Тогда, как только он начнет двигаться

00:01:54.150 --> 00:01:58.650
мы получим -- это тогда будет равно

00:01:58.650 --> 00:02:01.710
это будет равно силе трения.

00:02:01.710 --> 00:02:05.140
Это сила, которая возникает от трения,

00:02:05.140 --> 00:02:08.360
и это будет равно силе трения.

00:02:08.360 --> 00:02:13.280
Модуль силы трения деленное на силу взаимодействия

00:02:13.280 --> 00:02:16.720
сила взаимодействия между этими двумя, итак, деленное на силу нормальной реакции

00:02:16.720 --> 00:02:18.140
и это имеет смысл,

00:02:18.140 --> 00:02:21.030
что большая сила - это сила нормальной реакции.

00:02:21.030 --> 00:02:23.050
Чем это сильнее, тем сильнее

00:02:23.050 --> 00:02:26.210
они будут давить на друг друга,

00:02:26.210 --> 00:02:28.430
тем большую движущую силу вы должны

00:02:28.430 --> 00:02:31.620
или большую силу трения вы должны применить.

00:02:31.620 --> 00:02:33.650
В любом случае

00:02:33.650 --> 00:02:35.920
сила трения противоположно направлена вашему движению.

00:02:35.920 --> 00:02:37.320
Даже если вы будете толкать в этом направлении

00:02:37.320 --> 00:02:40.420
кажется, что сила трения вдруг поможет вам.

00:02:40.420 --> 00:02:44.160
Давайте подумаем, какая сила нам необходима

00:02:44.160 --> 00:02:47.500
чтобы преодолеть силу трения в статическом случае.

00:02:47.500 --> 00:02:51.960
Итак, сила притяжения этого блока

00:02:51.960 --> 00:02:57.760
будет равна ускорению свободного падения, которое равно 9,8 метра на секунду в квадрате умноженное на 5 кг.

00:02:57.760 --> 00:03:05.550
9,8 метра на секунду в квадрате умноженное на 5 кг равно 49 кг метров на секунду в квадрате или 49 Ньютонов вниз.

00:03:05.550 --> 00:03:08.390
Это сила, модуль силы притяжения,

00:03:08.390 --> 00:03:11.540
направление вниз к центру земли

00:03:11.540 --> 00:03:17.140
Сила нормальной реакции, и эта вот эта сила, потому что блок не ускоряется вниз.

00:03:17.140 --> 00:03:21.390
Поэтому должна быть сила, которая компенсирует силу притяжения,

00:03:21.390 --> 00:03:26.030
и в этом случае, это сила нормальной реакции.

00:03:26.030 --> 00:03:30.100
Итак, она равна 49 Ньютонов вверх.

00:03:30.100 --> 00:03:35.060
Поэтому блок не ускоряется вниз или вверх.

00:03:35.060 --> 00:03:36.970
Итак, у нас есть движение,

00:03:36.970 --> 00:03:41.050
модуль движущей силы, должен быть равен, деленный на модуль силы нормальной реакции,

00:03:41.050 --> 00:03:43.620
так, это будет равно 49 Н,

00:03:43.620 --> 00:03:46.810
равно 0,6.

00:03:46.810 --> 00:03:52.370
Или мы можем сказать, что модуль движущей силы

00:03:52.370 --> 00:03:56.700
равен 49 Н умноженное на коэффициент трения покоя.

00:03:56.700 --> 00:04:06.710
Или 49 Н умноженное на 0,6.

00:04:06.710 --> 00:04:09.910
И помните, коэффициент трения - безразмерная величина,

00:04:09.910 --> 00:04:13.040
поэтому единица измерения тут останется Ньютон.

00:04:13.040 --> 00:04:22.580
Итак, 49 умноженное на 0,6 равно 29,4 Ньютона.

00:04:22.580 --> 00:04:30.550
Это равно 29,4 Ньютона.

00:04:30.550 --> 00:04:34.520
Итак, сила которая преодолевает силу трения,

00:04:34.520 --> 00:04:36.790
которую мы прикладываем, более чем достаточна,

00:04:36.790 --> 00:04:39.920
100 Ньютонов, мы начнем двигать блок

00:04:39.920 --> 00:04:42.100
и сразу в этот момент,

00:04:42.100 --> 00:04:44.190
в который блок начинает двигаться

00:04:44.190 --> 00:04:45.580
результирующая сила --

00:04:45.580 --> 00:04:47.670
итак, у нас сила равная 100 Ньютонов направлена в этом направлении

00:04:47.670 --> 00:04:51.090
и сила трения поеоя направлена в этом направлении --

00:04:51.090 --> 00:04:53.580
возможно, я могу нарисовать ее вот тут, чтобы показать, что она идет отсюда.

00:04:53.580 --> 00:04:57.970
Сила трения покоя равна 29,4 Ньютонов, направлена в эту сторону

00:04:57.970 --> 00:05:00.650
и тогда, когда мы начинаем двигать блок

00:05:00.650 --> 00:05:03.030
сразу после маленького движения --

00:05:03.070 --> 00:05:04.930
потому что, как только я сдел это, оно начинает двигаться

00:05:05.030 --> 00:05:09.180
и трение скольжение начинает работать, но только в этот момент

00:05:09.650 --> 00:05:15.930
только в этот момент результирующая сила 100-29,4

00:05:16.360 --> 00:05:28.660
направленная вправо, поэтому результирующая сипа будет равна 70,6 Ньютонов

00:05:28.660 --> 00:05:32.820
в момент, когда я толкаю блок.

00:05:32.820 --> 00:05:35.250
Как только я двигаю блок.

00:05:35.250 --> 00:05:42.380
Как только мы преодолели трение покоя, наша результирующая сила равна 70,6 Н и направлена вправо.

00:05:42.690 --> 00:05:47.980
И только в этот момент, вы делите это на массу 5 кг.

00:05:48.000 --> 00:05:52.430
Только в этот момент, ускорение будет равно 14,12 метров на секунду в квадрате.

00:05:53.050 --> 00:06:00.280
Вы получите ускорение равное 14,1 метра на секунду в квадрате, направленное вправо,

00:06:00.300 --> 00:06:04.250
но это будет только в этот момент, потому что, как только вы сдвинули его

00:06:04.360 --> 00:06:07.420
блок двигается,

00:06:07.440 --> 00:06:10.880
и как только он двигается, коэффициент трения скольжения начинает работать.

00:06:10.880 --> 00:06:12.880
We've got the things out of their little grooves

00:06:12.900 --> 00:06:17.160
and so they're kind of gliding past each other on the top, although there still is resistant

00:06:17.200 --> 00:06:20.550
Итак, как только мы сдвинули его, у нас было ускорение ровно в этот момент.

00:06:20.560 --> 00:06:23.550
Теперь, коэффициент трения скольжения начинает работать.

00:06:23.930 --> 00:06:27.080
И сила трения, полагая что мы двигаем блок,

00:06:27.410 --> 00:06:31.120
модуль скорости трения будет всегда действовать против нашего движения

00:06:31.550 --> 00:06:35.460
это будет -- помните, наша сила нормальной реакции равна 49 Н.

00:06:35.700 --> 00:06:38.850
Поэтому мы можем умножить обе части на 49.

00:06:39.000 --> 00:06:57.780
Мы получим 49 Н умноженное на 0,55, что равно 26,95 H.

00:06:57.800 --> 00:07:00.400
Это сила трения, это модуль

00:07:00.520 --> 00:07:02.400
и это будет противодействовать нашему движению.

00:07:02.410 --> 00:07:05.690
Итак, как только мы начинаем толкать в этом направлении, сила трения

00:07:05.890 --> 00:07:09.480
будет направлена в этом направлении.

00:07:09.740 --> 00:07:15.050
Так, как только мы начинаем двигать, полагая, что мы продолжаем прикладывать эту силу в 100 Н,

00:07:15.130 --> 00:07:18.280
какя будет результирующая сила? Итак, у нас есть сила в 100 Н направленная сюда,

00:07:18.380 --> 00:07:23.180
и у нас есть сила в 26,95 Н направленная сюда.

00:07:23.200 --> 00:07:25.080
Обратите внимание на векторы, я не должен рисовать их тут,

00:07:25.080 --> 00:07:28.890
я мошу нарисовать их из центра масс

00:07:28.890 --> 00:07:32.810
объекта. Я могу рисовать их где угодно, но помните, эти силы действуют на объект.

00:07:32.810 --> 00:07:37.140
Если быть точным, мы должны нарисовать их из центра масс, потому что

00:07:37.140 --> 00:07:39.940
мы видим все эти атомы как один объект.

00:07:39.950 --> 00:07:42.150
В любом случае, чему равна результирующая сила?

00:07:42.160 --> 00:07:46.420
У нас есть сила в 100 Н вот тут, у нас есть сила в 26,95 Н, направленная влево

00:07:47.080 --> 00:07:51.750
100 минус 26,95

00:07:51.750 --> 00:07:53.600
100 Н мы прикладываем справа

00:07:53.600 --> 00:07:59.260
минус 26,95 Н, это сила трения, направлена влево, всегда против движения,

00:07:59.410 --> 00:08:03.410
это означает, что результирующая сила направленная вправо равна 73,05.

00:08:03.430 --> 00:08:10.840
Итак, как только мы двигаем, результирующая сила направленная вправо равна 73,05 Н.

00:08:10.840 --> 00:08:18.070
Это результирующая сила и она направлена впрево.

00:08:18.260 --> 00:08:22.850
Сразу после того, как мы толкнули его, какое будет ускорение?

00:08:22.850 --> 00:08:32.700
Ну, 73,05 деленное на массу 5 кг, мы получим 14,61.

00:08:33.220 --> 00:08:40.430
Итак, ускорение во время нашего движения будет равно 14,61 метров на секунду в квадрате,

00:08:40.630 --> 00:08:44.450
и направлена вправо.

00:08:44.490 --> 00:08:47.190
Я очень хочу, чтобы вы понимали, что происходит.

00:08:47.220 --> 00:08:51.270
Наша сила достаточна для того, чтобы сдвинуть блок,

00:08:51.560 --> 00:08:53.510
но после того, как мы сдвинули его

00:08:53.510 --> 00:08:56.430
мы преодалеваем трение покоя, в этот момент

00:08:56.430 --> 00:08:59.810
наше ускорение меньше,

00:08:59.820 --> 00:09:01.900
потому что мы преодолеваем трение покоя,

00:09:01.900 --> 00:09:04.900
но как только мы сдвинули и как только он двигается

00:09:04.920 --> 00:09:08.600
и полагая, что мы продолжаем прикладывать ту же силу,

00:09:08.790 --> 00:09:10.480
сила трения, когда

00:09:10.480 --> 00:09:14.400
мы уже толкнули его,

00:09:14.920 --> 00:09:17.570
теперь мы используем коэффициент трения скольжения.

00:09:17.590 --> 00:09:22.780
И как только он начал двигаться, результирующая скорость становится больше в правом направлении, потому что

00:09:22.930 --> 00:09:27.590
вы можете увидеть, что сила трения будет меньше, как только вы начнете двигать блок.

00:09:27.790 --> 00:09:31.820
И теперь сила трения уменьшится до 26,95 Н.

00:09:31.870 --> 00:09:38.630
И тогда, ускорение направленное вправо будет немного больше и равно 14,61 метра на секунду в квадрате.

00:09:38.640 --> 00:09:41.860
Итак, когда вы толкнете его, ускорение равно 14,1 метра на секунду в квадрате, но

00:09:41.860 --> 00:09:44.870
только в этот момент, почти незаметный момент, когда он начинает двигаться.

00:09:44.920 --> 00:09:48.780
Затем вы будете двигаться вперед с постоянным ускорением.