
Опишите превращение энергии, которые происходят вследствие трения скольжения.
Ответы на вопрос

При трении скольжения упорядоченная механическая энергия движения превращается главным образом во внутреннюю энергию тел и окружающей среды (теплоту), а меньшая часть — в другие «рассеянные» формы энергии.
Что именно происходит:
-
Силa трения направлена противоположно скорости, поэтому выполняет отрицательную работу над движущимся телом. Для постоянного коэффициента трения:
Wтр = –Fтр·s = –μk·N·s,
где μk — коэффициент трения скольжения, N — нормальная реакция, s — путь. Эта работа равна уменьшению механической энергии тела (в первую очередь — кинетической). -
Куда уходит энергия:
• Нагрев поверхностей. Микронеровности (асперы) цепляются, срезаются и многократно «микроударяются», вызывая хаотические колебания атомов — рост внутренней энергии и температуры. Дальше тепло уходит вглубь тел, в воздух (конвекция) и излучается.
• Микродеформации и износ. Часть энергии тратится на пластические деформации в зонах контакта, образование стружки/пылевых частиц, трещин — это необратимые процессы.
• Звук. Из-за «stick–slip» (прилипание–срыв) и вибраций часть энергии уходит в акустические волны (скрип, свист).
• Свет/электрические эффекты (реже). Возможны искры, триболюминесценция, локальная ионизация при очень грубом или быстром скольжении. -
Баланс энергии (в терминах работы несохраняющихся сил):
ΔK + ΔUпот = Wнеекв, где Wнеекв включает работу трения. При чистом скольжении без пружин и т. п. падение кинетической энергии ≈ выделившееся тепло и прочие потери. -
При равномерном движении под действием внешней силы вся мощность внешней силы превращается в тепло на контакте:
P = Fвнеш·v = Fтр·v = μk·N·v.
Поэтому, например, если тащить груз с постоянной скоростью, вы непрерывно «топите» систему трением. -
Необратимость и рост энтропии. Превращение механической энергии в тепло при трении — необратимый процесс: спонтанно тепло не вернётся в организованное поступательное движение того же тела.
Примеры из быта и техники:
• Торможение автомобиля: кинетическая энергия → нагрев колодок и дисков, немного — в звук.
• Растирание ладоней: работа мышц → тепло в коже.
• Поджигание спичек/огниво: работа против трения → локальный нагрев до воспламенения.
• Шлифование/полировка: механическая энергия станка → тепло, износ абразива и детали, звук.
• Катание по льду с проскальзыванием: часть энергии → тепло, возможное местное подтаивание.
Итог: при трении скольжения механическая (кинетическая) энергия необратимо рассеивается, главным образом превращаясь в тепло (рост внутренней энергии контактирующих тел и среды), а также — в звук, деформации/износ и редкие свето-электрические эффекты.
Похожие вопросы









Топ вопросов за вчера в категории Физика









Последние заданные вопросы в категории Физика





-
Математика
-
Литература
-
Алгебра
-
Русский язык
-
Геометрия
-
Английский язык
-
Химия
-
Физика
-
Биология
-
Другие предметы
-
История
-
Обществознание
-
Окружающий мир
-
География
-
Українська мова
-
Информатика
-
Українська література
-
Қазақ тiлi
-
Экономика
-
Музыка
-
Право
-
Беларуская мова
-
Французский язык
-
Немецкий язык
-
МХК
-
ОБЖ
-
Психология
-
Физкультура и спорт
-
Астрономия
-
Кыргыз тили
-
Оʻzbek tili