Силы сухого трения

Силы сухого трения возникают при движении одного твердого тела по поверхности другого и всегда направлены в сторону, противоположную относительной скорости движения тел. Силы трения – типично непотенциальные, поскольку зависят от скоростей движения тел. Эта зависимость графически представлена на рис. 28.

П

Рис. 28

F_тр

F_m

-F_m

V

0

ервая особенность этих сил – существование силы трения покоя. При и может принимать значения от -до +. Поскольку совместное действие внешних сил и силы трения покоя не вызывает движения тела,с и л а т р е н и я п о к о я п о а б с о л ю т н о м у з н а ч е н и ю в с е г д а р а в н а с у м м е п р о е к ц и й в н е ш н и х с и л н а к а с а т е л ь н у ю к п о в е р х н о с т и с о п р и к о с н о в е н и я т е л, н о н е м о ж е т п р е в ы ш а т ь н е к о т о р о г о м а к с и м а л ь н о г о з н а ч е н и я .

При возникновении проскальзывания тел сила трения покоя переходит в силу трения скольжения, которая п р и м а л ы х с к о р о с т я х движения мало отличается от максимального значения силы трения покоя (рис. 28). Согласно закону Кулона -Амонтонас и л а т р е н и я с к о л ь ж е н и я п р о п о р ц и о н а л ь н а с и л е н о р м а л ь н о г о д а в л е н и я (р е а к ц и и о п о р ы).

Закон Кулона- Амонтона

- коэффициент трения скольжения, зависящий от материала, качества обработки и состояния трущихся поверхностей.

Для силы трения качения справедливо следующее соотношение:

,

г

Коэффициент трения скольжения

Сталь (коньки) по льду

0,02-0,08

Подшипники скольжения

0,02-0,03

Дерево по дереву

0,2-0,5

Резина (шины) по твердому грунту

0,4-0,6

де-коэффициент трения качения;

- радиус кривизны катящегося тела.

Силы вязкого трения

Вязкость– это способность жидкостей и газов оказывать сопротивление перемещению одной части относительно другой. Силы вязкого трения возникают между слоями жидкости или газа, а также при движении твердых тел в этих средах.

СИ: -безмерная величина

В последнем случае трение возникает не непосредственно между поверхностью твердого тела и жидкостью (газом), а между слоем жидкости (газа), как бы «прилипшим» к телу, увлекаемым движущимся телом и соседними слоями.

С

F_C

V

О

илы сопротивления, действующие со стороны жидкости (газа) на движущееся или обтекаемое тело, по характеру зависимости от скорости существенно отличаются от сил сухого трения. (рис. 29). Во-первых, в этом случае не существует силы трения покоя: при . Позакону Стокса п р и м а л ы х с к о р о с т я х д в и ж е н и я с и л а с о п р о т и в л е н и я п р о п о р ц и о н а л ь н а с к о р о с т и и п р о т и в о п о л о ж н о е й н а п р а в- л е н а.

Рис. 29

b– коэффициент сопротивления, зависящий от вязких свойств среды () формы тела (обтекаемости) и линейных поперечных размеров тела. Например, для тел сферической формы

.