Трение – один из видов взаимодействия тел. Оно возникает при соприкосновении двух тел. Трение, как и все другие виды взаимодействия, подчиняется третьему закону Ньютона: если на одно из тел действует сила трения, то такая же по модулю, но направленная в противоположную сторону сила действует и на второе тело. Силы трения, как и упругие силы, имеют электромагнитную природу. Они возникают вследствие взаимодействия между атомами и молекулами соприкасающихся тел.
Силами сухого трения называют силы, возникающие при соприкосновении двух твердых тел при отсутствии между ними жидкой или газообразной прослойки. Они всегда направлены по касательной к соприкасающимся поверхностям.
При движении твердого тела в жидкости или газе возникает силa вязкого трения. Сила вязкого трения значительно меньше силы сухого трения. Она также направлена в сторону, противоположную относительной скорости тела. При вязком трении нет трения покоя.
При достаточно малых скоростях величина силы вязкого трения пропорциональна скорости относительного движения υ тел, пропорциональна площади S и обратно пропорциональна расстоянию между плоскостями h.
Коэффициент пропорциональности, зависящий от сорта жидкости или газа, называют коэффициентом динамической вязкости.
Сила вязкого трения сильно зависит от скорости тела. При малых скоростях F тр ~ υ, при больших скоростях F тр ~ υ2. При этом коэффициенты пропорциональности в этих соотношениях зависят от формы тела.
При стремлении двигать одно тело по поверхности другого в плоскости соприкосновения тел возникает сила сопротивления их относительному движению - скольжению, называемая силой трения. Основные закономерности этого явления можно сформулировать в виде законов:
1. При стремлении сдвинуть одно тело по поверхности другого в плоскости соприкосновения тел возникает сила трения - сцепления, величина которой может принимать любые значения от нуля до , называемой предельной силой трения.
Сила трения направлена в строну, противоположную той, куда действующая сила стремится сдвинуть тело.
2. Величина предельной силы трения равна произведению статического коэффициента трения на нормальное давление или нормальную реакцию:
- статический коэффициент трения, зависит от материала, температуры, влажности, смазки и т.д.
3. Величина предельной силы трения практически не зависит от размеров соприкасающихся при трении поверхностей.
Эти три закона полностью описывают явление.
Объединяя первый и второй законы получим, что при равновесии сила трения покоя или
При движении сила трения направлена в сторону, противоположную движению, и равна произведению динамического коэффициента трения на нормальное давление:
Динамический коэффициент трения кроме всего прочего зависит и от скорости движения одного тела по поверхности другого.
6.2.