Силы трения

Если два соприкасающихся тела привести в движение одно по поверхности другого, то на каждую из соприкасающихся поверхностей будет действовать сила, противоположная относительной скорости движения данной поверхности. Эта сила носит название силы трения.

Сила трения - тангенциальная сила; она направлена по касательной к поверхности. Важно понять, что трение взаимно, то есть что сила трения действует на каждую из поверхностей, а также что сила трения (как правило) противоположна скорости данной поверхности относительно другой. Кроме того, утверждение, что сила трения всегда препятствует движению, не точно. Например, если положить на стол один на другой два бруска и верхний привести в движение, то по отношению к поверхности нижнего бруска сила трения будет выступать как "движущая" сила, стремясь увлечь нижний брусок в движение.

В зависимости от характера трущихся поверхностей различают сухое и вязкое трение. В свою очередь, сухое трение разделяется на трение скольжения и трение качения.

Основным законом сухого трения скольжения являетсязакон Амонтона: максимальная сила трения покоя пропорциональна прижимающей силе , (3.14)

где - коэффициент трения покоя, - сила нормального давления.

Аналогичная зависимость имеет место и для силы трения скольжения.

, (3.15)

где – коэффициент трения скольжения.

Для вязкого трения справедливы следующие эмпирические законы:

1) при небольших скоростях (ламинарное движение)

(3.16)

где - коэффициент пропорциональности, зависящий от геометрических параметров тела, характера его поверхности и от свойства среды, называемой вязкостью;

2) при увеличении скорости (3.16) постепенно переходит в следующее выражение (3.17)

где орт скорости (турбулентное движение).

Математическое выражение трения качения имеет вид

(3.18)

где - прижимающая сила, - радиус катящегося тела, размерный коэффициент пропорциональности, .