2014-02-18
729
Непотенциальные силы
Силы, действующие на материальную точку, или тело, называются непотенциальными (диссипативными) если работа этих сил зависит от пути перемещения точки (тела).
Природа сил трения может быть различной, но в результате их действия всегда происходит превращение механической энергии во внутреннюю энергию трущихся тел, т. е. в энергию теплового движения их частиц. Рассмотрим виды трения, которые сопровождают движение тел.
Внутренним трением (вязкостью) называют явление, которое состоит в возникновении касательных сил, препятствующих перемещению частей одного и того же тела по отношению друг к другу (например, трение в жидкостях и газах).
Внешним трением называют явление, заключающееся в возникновении в месте контакта двух соприкасающихся твердых тел касательных сил, которые препятствуют относительному перемещению этих тел. Пример – трение скольжения или трение качения.
Экспериментально установлено, что сила трения скольжения F ск подчиняется закону:
F ск=μ N, (4.6)
где μ - коэффициент трения скольжения, зависящий от природы и состояния соприкасающихся поверхностей, N - сила нормального давления.
Рис.4.2
Причина возникновения трения качения состоит в том, что при качении по плоской поверхности кругового цилиндра или шара возникает деформация поверхности. Из-за деформации точкаприложения силы реакции 
поверхности несколько смещается вперед, а линия действия этой силы отклоняется от вертикали назад (рис. 3-3). Нормальная составляющая реакции равна 
, а касательная составляющая является силой трения качения.
Рис.4.3
При равномерном качении сила трения качения 
компенсируется силой тяги, а сила реакции направлена вдоль прямой АО. Поэтому, момент этой силы относительно оси симметрии О катящегося тела равен нулю. Если r - радиус катящегося тела (цилиндра или шара), а f к - величина смещения точки А приложения реакции , то из условия равенства нулю момента силы относительно оси Оследует формула:
, (4.7)
которая носит название закона Кулона для трения качения.
