Сухое трение

Силы трения

Классифицируя силы трения, прежде всего, разделяют сухое и вязкое трение (рис. 3.6).Первое возникает между сухими твёрдыми поверхностями тел, а второе — при движении в вязкой среде, либо при относительном движении тел, разделённых смазочным слоем.

Рис. 3.6

При сухом трении, в свою очередь, различают трение покоя и трение скольжения.

Приложим «небольшую» силу к телу, лежащему на горизонтальной поверхности. «Небольшую» — то есть, недостаточную для начала движения. Тело будет оставаться в покое, потому что кроме приложенной нами силы на тело будет действовать равная и противоположно направленная сила трения. Это и есть «сила трения покоя» (рис. 3.7). Тело будет оставаться в покое при изменении направления приложенной силы и, в известных пределах, её величины. Это означает, что с изменением силы будет меняться величина и направление силы трения покоя.

Увеличивая приложенное усилие , мы будем наблюдать рост силы трения покоя. Однако, этот рост не безграничен. Когда сила трения покоя достигнет своего предельного значения , начнётся скольжение тела по поверхности. Максимальная сила трения покоя зависит от материала контактирующих поверхностей, качества их обработки и от величины силы, прижимающей тело к поверхности — силы нормального давления N.

Рис. 3.7

Если приложенная сила F превышает F ₀, тело будет двигаться с ускорением, пропорциональным равнодействующей силы F и силы трения — теперь уже скольжения — F _тр.

Согласно опытному закону Амонтона (1699) максимальное значение силы трения покоя F ₀ и сила трения скольжения пропорциональны величине силы нормального давления, прижимающей трущиеся поверхности друг к другу N:

. (3.11)

Здесь m — коэффициент сухого трения. Это табличная величина, связанная как уже отмечалось, с материалом трущихся поверхностей и качеством их обработки.

Сила трения скольжения не зависит от площади поверхности соприкосновения тел.