Для школьников.
Так как избавиться от сил трения, препятствующих движению тела, невозможно, то их надо уменьшить.
Представим такую картину. Пусть к диску, лежащему на твёрдой поверхности, прикладывают всё большую силу, измеряя её динамометром.
До некоторого значения силы диск остаётся в состоянии покоя. Это значит, что на него в обратном направлении действует сила трения покоя, уравновешивающая внешнюю силу.
Обычно говорят о максимальной силе трения покоя, пропорциональной нормальной реакции опоры:
Здесь "мю" - коэффициент трения покоя. Его величина зависит от вещества соприкасающихся поверхностей, их обработки.
Максимальную силу трения измеряют динамометром, когда только-только намечается скольжение диска. Затем можно подобрать внешнюю силу такой, чтобы диск скользил по поверхности равномерно. Обычно эта сила бывает меньше силы, необходимой для того, чтобы сдвинуть диск с места. Тогда для силы трения скольжения формула будет иметь такой же вид:
но здесь "мю" называется коэффициентом трения скольжения.
Он зависит от скорости скольжения одного трущегося тела относительно другого. Но при малых скоростях разница между коэффициентом трения покоя и трения скольжения невелика, поэтому для нахождения силы трения пользуемся формулой:
Сила трения очень сильно уменьшится, если диск поставить на ребро и приложить к нему внешнюю силу. Возникающую здесь силу трения называют силой трения качения.
Как объяснить происхождение силы трения качения?
Когда диск катится по поверхности другого тела, он немного вдавливается в эту поверхность и сам немного сжимается.
Происходит как бы вкатывание диска на горку. Также происходит отрыв участков одной поверхности от другой, которому препятствуют силы сцепления между соприкасающимися поверхностями. Это и является причиной существования сил трения качения.
Трение качения будет тем меньше, чем меньше будет вдавливание, т. е. чем твёрже будут соприкасающиеся поверхности.
Подробно о силах трения и других силах в механике смотрите занятие 15.
К.В. Рулёва, к. ф.-м. н., доцент. Подписывайтесь на канал. Ставьте лайки. Пишите комментарии. Спасибо.
Занятие 15. Природа сил в механике. Силы тяжести, упругости, трения
Предыдущая запись: Задачи 10 и 11. Влияние сил Кориолиса
Следующая запись: Занятие 19. Работа. Мощность. Энергия
Первая запись: Занятие 1. Физика. Механика. Кинематика.