FTF 1 semestr.SHECOLDIN / 27

Силы трения - появляются при перемещении соприкасающихся тел или их частей относительно друг друга.

Сухое трение - это трение между поверхностью двух тел при отсутствии смазки.

Вязкое трение (жидкое) - трение между жестким телом и жидкостью, а также между слоями жидкости или газа.

Сухое трение разделяется на:

1. Трение скольжения;

2. Трение качения.

Силы трения возникают не только при скольжении одной поверхности по другой, но также при попытке вызвать такое скольжение.

 

Первый закон сухого трения:

Минимальной силой, при которой начинается скольжение тела - называется силой трения покоя.

Fтрения покоя = KN (сила нормального давления).

 

Второй закон сухого трения:

Сила трения покоя и сила трения скольжения не завитсят от площади соприкосновения трущихся тел и оказываются равносильной силе нормального давления.

Тре́ние каче́ния — сопротивление движению, возникающее при перекатывании тел друг по другу. Проявляется, например, между элементами подшипников качения, между шинойколеса автомобиля и дорожным полотном. В большинстве случаев величина трения качения гораздо меньше величины трения скольжения при прочих равных условиях, и потому качение является распространенным видом движения в технике.

где

•  — сила трения качения;

• f — коэффициент трения качения, имеющий размерность длины (следует отметить важное отличие от коэффициента трения скольжения, который безразмерен);

• R — радиус катящегося тела;

• N — прижимающая сила.

1.	А= Fтр s= μ Fнорм s

Здесь:
А — работа против сил трения (Джоуль),
Fтр — сила трения (Ньютон),
μ — коэффициент трения,
Fнорм — сила нормального давления (Ньютон),
s — перемещение (метр),

Эта работа зависит от пути s, проходимого телом. При замкнутом пути, возвращении в исходное место, работа силы трения не равна нулю. Сила трения не является потенциальной, не имеет потенциальной энергии.

 Наличие трения покоя (для сухого трения) приводит к возникновению 2-х явлений: застоя и заноса. Явление остановки и задержки тела в отклоненном от среднего положении, в котором действующая на него внешняя сила не равна нулю, называется явлением застоя. Исчезновение силы трения покоя в направлении, перпендикулярном скорости, называется явлением заноса.

Закон Стокса

В 1851 Джордж Стокс получил выражение для силы трения (также называемой силой лобового сопротивления), действующей на сферические объекты с очень маленькими числами Рейнольдса (например, очень маленькие частицы) в непрерывной вязкой жидкости, решая уравнение Навье — Стокса:

где

•  — сила трения, так же называемая силой Стокса,

•  — радиус сферического объекта,

•  — динамическая вязкость жидкости,

•  — скорость частицы.

Если частицы падают в вязкой жидкости под действием собственного веса, то установившаяся скорость достигается, когда эта сила трения совместно с силой Архимеда точно уравновешиваются силой гравитации. Результирующая скорость равна

где

• V_s — установившаяся скорость частицы (м/с) (частица движется вниз если , и вверх в случае ),

•  — радиус Стокса частицы (м),

• g — ускорение свободного падения (м/с²),

• ρ_p — плотность частиц (кг/м³),

• ρ_f — плотность жидкости (кг/м³),

•  — динамическая вязкость жидкости (Па с).