Силой трения называют силу,
которая
возникает
при соприкосновении поверхностей тел
или их
слоев. Она всегда направлена противоположно направлению движения. Сила трения скольжения прямо пропорциональна силе нормального давления на трущиеся поверхности и зави- сит от свойств этих поверхностей.
Внутреннее
Трение
(вязкость)
Внешнее
Рис.1.2. Виды трения
Трение качения
Трение скольжения
Существуют разные виды силы трения: внешнее и внут- реннее (рис.1.2). Внешними называют силы трения, которые возникают при соприкосновении тел. Направление силы тре- ния показано на рис.1.3.
Рис. 1.3. Силы, действующие на тело
Рис. 1.4. Зависимость величины силы трения покоя от действующей
на тело внешней силы
Трение покоя – это сила, направленная противоположно действующей на тело внешней силе:
F пок= k F пок, (1.2.8)
где k пок– коэффициент трения покоя, F – приложенная сила. Обычно коэффициент трения покоя k пок= 1, т.е. прило-
женная сила равна по модулю силе трения покоя F пок= F
|
|
(рис.1.4). Это происходит в интервале изменения силы:
0 ≤ F ≤ F ск.
Если сила направлена в обратную сторону, то ее описывает левая нижняя часть графика на рис.1.6, а изменение проис- ходит в интервале
F ск≤ F ≤ 0.
При некоторой силе, приложенной к столу, он начнет дви- гаться. Это происходит в момент, когда трение покоя станет равным трению скольжения: F пок= F ск. Если дальше увели- чивать силу, тело приобретет ускорение. Трение скольжения
– сила сопротивления движению одного тела по поверхности другого, направленная в сторону, противоположную движе- нию и описываемая выражением
| F ск| = k ск| N |, (1.2.9)
где N – сила реакции опоры (она представлена на рис.1.3),
k ск– коэффициент трения скольжения, который, как и коэф- фициент трения покоя, является безразмерной величиной.
Трение качения возникает между шарообразным телом и поверхностью, по которой оно катится. Сила трения качения подчиняется тем же законам, что и сила трения скольжения, но коэффициент трения µ здесь значительно меньше.
Внутренним трением или вязкостью называют вид тре- ния между слоями жидкости или газа. Примером вязкого трения является трение слоев воды в реке или ручье. Вблизи берега скорость воды близка к нулю, тогда как к центру реки скорость воды возрастает. Распределение скорости слоев жидкости имеет вид, представленный на рис.1.7.
Рис. 1.7. Профиль усредненных скоростей при течении жидкости по трубе