Физика механика лекции и вопросы / OF1_6_Osnovy_teorii_uprugosti_Trenie_Elementy_g

Torsional rigidity (for a homogeneous rod) С (Жёсткость при кручении (для однородного круглого стержня) С)

G = C φ l

1.6.5. Силы трения покояоя,, скольжения и каченияя

Открылась мне сила такого сцепленья,

Что можно подняться и Землю унесть.

Б. Пастернак

Трение

(Friction)

Трение – один из видов взаимодействия тел. Оно возникает при соприкосновении двух тел. Трение, как и все другие виды взаимодействия, подчиняется третьему закону Ньютона: если на одно из тел действует сила трения, то такая же по модулю, но направленная в противоположную сторону сила действует и на второе тело.

Внешнее трение – механическое взаимодействие, возникающие в плоскости касания двух соприкасающихся тел и препятствующее относительному перемещению тел в направлении, лежащем в плоскости их соприкосновения.

Причиной трения является и непосредственное механическое взаимодействие между элементарными участками поверхностей соприкасающихся тел, и электромагнитное взаимодействие других участков, не имеющих механического контакта.

Две составляющие силы реакции поверхности

Трение покоя

(Static friction)

Сила трения – сила сопротивления, возникающая при непосредственном соприкосновении двух тел.

Силы трения, как и упругие силы, имеют электромагнитную природу. Они возникают вследствие взаимодействия между атомами и молекулами соприкасающихся тел.

Трение, возникающее при относительном покое тел,

называется трением покоя.

Если к телу приложена сила, параллельная поверхности соприкосновения, то сила трения покоя Fтр по модулю равна приложенной внешней силе Fвнешн и направлена в противоположную сторону:

Fтр = −Fвнешн

Сила трения покоя (v = 0)

Fтр = – Fупр

Трение скольжения

(Sliding friction)

Сила трения покоя не может превышать некоторого максимального значения FТРmax, называемого предельной силой трения. Если внешняя сила больше предельной силы трения, происходит относительное проскальзывание. Силу трения в этом случае называют силой трения скольжения. Она всегда направлена в сторону, противоположную направлению движения, и зависит от относительной скорости тел. Однако, при решении многих простых физических задач силу трения скольжения можно считать независящей от величины относительной скорости тел и равной максимальной силе трения покоя.

Сила трения скольжения – сила, возникающая при движении

одного тела по поверхности другого при FВНЕШН > FТРmax, препятствующая этому движению и оказывающая

механическое сопротивление в плоскости касания двух прижатых друг к другу тел.

Закон Кулóна–Амонтóна

Силу, перпендикулярную поверхности соприкосновения (и, например, обусловленную действием силы тяжести), называют

силой нормального давления.

Сила сухого трения скольжения прямо пропорциональна силе нормального давления – закон Кулó на– Амонтó на (закон Амонтó на) (1699-1781 гг.):

Fтр = Fтр max = μN

где µ – коэффициент пропорциональности, зависящий от материалов трущихся поверхностей и не зависящий от силы нормального давления, называемый коэффициентом трения скольжения; N – модуль силы реакции опоры.

Независимость силы трения от площади соприкосновения тела с поверхностью

Сила трения скольжения

(Force of sliding friction)