Силы трения
Если твердое тело перемещается относительно другого твердого тела, причем их поверхности соприкасаются, то возникает сила, препятствующая этому перемещению. Такая сила называется силой трения. Она объясняется неровностью трущихся поверхностей, а также силами молекулярного воздействия. Если между поверхностями соприкасающихся твердых тел отсутствует прослойка жидкости, то такое трение называется сухим.
Если на покоящееся на плоской поверхности тело действует сила, направленная параллельно поверхности соприкосновения тел, то движение тела начинается только при определенной величине действующей силы. Эта величина силы определяет максимальное значение силы трения покоя.
Сухое трение разделяется по характеру движения на трение скольжения (одно тело скользит по поверхности другого) и трение качения (одно тело катится по поверхности другого).
Величина силы трения Fт скольжения зависит от природы и качества обработки соприкасающихся поверхностей, а также от величины силы, прижимающей трущиеся поверхности (силы нормального давления Fн):
1)
где
- k — коэффициент трения, зависящий от природы и качества обработки трущихся поверхностей, незначительно – от скорости движения (этой зависимостью обычно пренебрегают).
Коэффициент трения покоя kп меняет свое значение с изменением абсолютной величины приложенной к телу силы; однако 0≤kп≤k, где k – коэффициент трения скольжения.
На фиг.1 приводится примерная зависимость силы трения от скорости движения стальной пластинки по стальной поверхности.
Трение качения меньше трения скольжения. Сила трения качения зависит от радиуса R катящегося тела, силы нормального давления и качества соприкасающихся поверхностей:
2)
где
- k′ — величина, характеризующая соприкасающиеся поверхности; она имеет размерность длины.
В качестве примера можно привести следующие значения k′ в см:
- колесо со стальным бандажом по стальному рельсу – 0,05
- чугунное колесо по стальному рельсу – 0,12
Литература
- 25 просмотров