Трением качения называется сопротивление, возникающее при качении одного тела по поверхности другого. Рассмотрим цилиндрический каток на горизонтальной плоскости (рис. 7.3). Пусть вес катка
и пусть в его центре О приложена сила
.
Опыт показывает, что пока сила
невелика, каток находится в равновесии. Следовательно, действующие на каток силы
и
уравновешиваются сопротивлением неподвижной плоскости. В точке
А возникает нормальная реакция
и сила трения
, равная по модулю силе
, но направленная в противоположную сторону. Однако, если бы сопротивление неподвижной плоскости сводилось только к силам
и
, то каток не мог бы находиться в равновесии, так как пара (
,
) оставалась бы неуравновешенной. Поэтому необходимо допустить, что реакции неподвижной плоскости приводятся не только к силам
и
, но и к некоторой паре сил, которая и уравновешивает пару (
,
). Эта пара, препятствующая качению катка, называется парой трения качения. Возникновение этой пары объясняется тем, что вследствие не абсолютной твердости рассматриваемые тела испытывают деформацию, так что каток несколько вдавливается в опорную поверхность по некоторой малой площадке около точки
А (рис. 7.4).
Из опытов известно, что момент этой пары не может превышать некоторого определенного значения, в условиях данного опыта; это максимальное значение пары трения прямо пропорционально нормальному давлению катка на плоскость
, (7.11)
где fk – коэффициент трения качения.
Из анализа формулы (7.11) следует, что коэффициент трения качения измеряется в единицах длины.
Современные исследования показывают, что коэффициент трения качения зависит не только от материала контактирующих тел и их упругих свойств, но также и от радиуса катка.
2015-04-20
403
