Вопрос задан 19.10.2025 в 20:15. Предмет Физика. Спрашивает Анашкин Никита.

Опишите превращение энергии, которые происходят вследствие трения скольжения.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Ovcharova Yuliya.

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:

  1. 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).

  2. 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.

  3. 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.

  4. 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.

  5. 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

Задать вопрос