22
КОПИЯ
Но трение возникает не только между твердыми телами. Сила трения,
направленная против движения, появляется и при движении твердого тела в
жидкостях и в газах. Например, силу трения испытывают корабль в море, са#
молет в воздухе. Силу трения в жидкостях и газах называют часто силой жид#
кого трения или силой сопротивления.
Примером действия силы сопротивления может служить падение тела в
воздухе. В начальный момент падения на тело действует только сила тяжес#
ти, тело падает с ускорением. Но по мере увеличения скорости падения воз#
растает и сила сопротивления воздуха. Если масса тела очень маленькая (на#
пример, масса одного кристаллика снега), то сила сопротивления воздуха
может стать равной силе тяжести. Ускорение станет равным нулю. Значит,
тело будет падать уже с постоянной скоростью. Такой же переход от движения
с ускорением к равномерному движению мы можем наблюдать и в жидкой
среде: при падении твердого тела в сосуде с жидким маслом.
Каковы же основные особенности действия силы сопротивления?
Во#первых, при движении тела в жидкости и в газе не возникает сила
трения покоя. Следовательно, любая, даже очень малая сила может вывести
тело из состояния покоя. Вспомним, как легко заставить лодку двигаться в
воде и как трудно передвигать эту же лодку по берегу, на земле, где появля#
ется сила трения покоя.
Во#вторых, сила сопротивления жидкости или газа зависит от скорости
тела. При небольших скоростях тела сила сопротивления пропорциональна
скорости, а при больших скоростях она пропорциональна квадрату скорости.
В#третьих, сила сопротивления зависит от площади поперечного сечения
тела, которое движется. Чем больше площадь поперечного сечения, тем боль#
ше сила сопротивления. Вот почему после того, как парашют открылся, ско#
рость падения парашютиста сразу резко уменьшается. Ведь сила сопротив#
ления воздуха намного возрастает.
В#четвертых, на силу сопротивления оказывает большое влияние форма
движущегося тела. Сравним движение трех тел, отличающихся друг от друга
по форме, но имеющих одинаковую площадь поперечного сечения. Первое
тело имеет форму диска, второе – форму шара, третье – форму капли (смот#
рите рисунок).
При движении этих тел в газе или жидкости наибольшую силу сопротив#
ления будет испытывать диск, а наименьшую – тело, имеющее форму капли.
Геометрическую форму, при которой сила сопротивления максимально умень#
шается, называют обтекаемой формой. Обтекаемую форму придают самоле#
там, автомобилям (особенно спортивным), подводным лодкам и другим те#
лам, движущимся в воздухе или воде. Уменьшая таким образом силу сопро#
тивления, достигают увеличения скорости тела.
Таковы основные особенности силы трения в жидкости или газе.