KC. Сила трения

Сила трения

Сила трения — сила, возникающая при соприкосновении поверхностей тел, препятствующая их относительному перемещению, и направленная вдоль поверхности соприкосновения.

Силы сухого трения — это силы трения, которые возникают при взаимодействии соприкасающихся твердых тел друг с другом.

Трение, возникающее

• при отсутствии относительного перемещения соприкасающихся тел, называют трением покоя;

• при относительном перемещении — трением скольжения.

Пусть на тело действует горизонтальная сила F (рис. 1). Максимальная сила трения (сила трения скольжения) между телом и горизонтальной поверхностью равна F_{тр ск}. Тогда

• если F ≤ F_{тр ск}, то тело стоит на месте, а сила трения — это сила трения покоя, равная

F_тр = F_{тр пок} = F;

• если F > F_{тр ск}, то тело движется с ускорением, а сила трения — это сила трения скольжения, равная

F_тр = F_{тр ск}.

Рис. 1

Сила трения скольжения $\vec{F}_{тр}$ направлена вдоль поверхности соприкосновения тел, против скорости тела (рис. 2).

Рис. 2

Сила трения покоя направлена вдоль поверхности соприкасающихся тел в сторону, противоположную той, куда стремятся сдвинуть тело силы, действующие вдоль поверхности.

• Силы трения — это силы взаимодействия, следовательно, они всегда возникают парами. Причем эти силы приложены к взаимодействующим телам и, по третьему закону Ньютона, равны по величине и противоположны по направлению.

Сила трения F_{тр ск} скольжения равна

F_{тр ск} = μ·N,

где m — коэффициент трения скольжения, табличная величина (зависит от веществ, из которых изготовлены соприкасающиеся тела, и степень обработки их поверхностей), N = F_д — сила реакции опоры (Н), F_д — сила нормального давления (Н).

При решении задач, прежде всего, необходимо разобраться, с какими именно силами трения F_тр — покоя или скольжения — мы имеем дело:

• если трение покоя, то \(F_{тр} \le \mu \cdot N\) и \(F_{тр} = F \), где R — равнодействующая все остальные силы, действующие на тело;

• если трение скольжения, то $F_{тр} =\mu \cdot N$.