Сили тертя. Коефіцієнт тертя
Силою тертя називають силу, що виникає при зіткненні двох тіл і перешкоджає їх відносному переміщенню. Вона прикладена до тіл уздовж поверхні зіткнення. Тертя, що виникає між поверхнями різних тіл, називають зовнішнім тертям. Якщо тертя проявляється між частинами одного і того ж тіла, то воно називається внутрішнім тертям.
Тертя між поверхнями двох дотичних твердих тіл при відсутності між ними рідкому або газоподібному прошарку називається сухим тертям.
Тертя між поверхнею твердого тіла і навколишнього його рідкої або газоподібної середовищем, в якому тіло рухається, називається в’язким тертям.
Розрізняють тертя спокою, тертя ковзання і тертя кочення.
Сила тертя спокою виникає між нерухомими твердими тілами, коли є сили, що діють у напрямі можливого руху тіла.
Сила тертя спокою завжди дорівнює по модулю і спрямована протилежно силі, паралельної поверхні зіткнення і прагне при вести це тіло в рух. Збільшення цієї прикладеної до тіла зовнішньої сили призводить до зростання і сили тертя спокою. Сила тертя спокою спрямована в бік, протилежний можливого переміщення тіла (рис. 1 а, б). . Максимальна сила тертя спокою пропорційна модулю сили нормального тиску, виробленого тілом на опору:
Так як по третьому закону Ньютона. Тут – коефіцієнт тертя спокою, що залежить від матеріалу і стану труться. Сила тертя спокою перешкоджає початку руху. Але бувають випадки, коли сила тертя спокою служить причиною виникнення руху тіла. Наприклад, ходьба людини. При ходьбі сила тертя спокою, що діє на підошву, повідомляє нам прискорення. Підошва не ковзає назад, і, значить, тертя між нею і дорогою – це тертя спокою.
Розглянемо брусок, що лежить на візку (рис. 2). На нього діє сила, яка прагне зрушити його з місця. У протилежному напрямку на брусок з боку візка діє сила тертя спокою. На візок з боку бруска діє така ж по модулю і протилежна по напрямку сила, що приводить до руху візка вправо. Сила тертя спокою грає принципову роль у русі машин. Шини ведучих коліс автомобілів як би відштовхуються від дороги, і за відсутності пробуксовки штовхає автомобіль сила – це сила тертя спокою.
Сила тертя ковзання виникає при зіткненні рухомих щодо одне одного тіл і утрудняє їх рух. Сила тертя ковзання спрямована уздовж поверхні зіткнення в сторону, протилежну швидкості руху. Сила тертя ковзання прямо пропорційна силі нормального тиску:
Де – коефіцієнт тертя ковзання, що залежить від якості обробки поверхонь і їх матеріалу.
Для даних тел.
(Дещо більше) – зрушити тіло з місця важче, ніж продовжувати його початок ковзання).
Сила тертя не залежить від площі дотичних поверхонь тіл і їх положення відносно один одного, а також від модуля швидкості при невеликих швидкостях, але залежить від напрямку швидкості: при зміні напрямку швидкості змінюється і напрям (рис. 3). Дія сил тертя ковзання супроводжується перетворенням механічної енергії у внутрішню.
Існування сил тертя пояснюється проявом сил електромагнітної взаємодії. Сили тертя спокою викликаються в основному пружними деформаціями мікровиступів на поверхні тертьових тіл, сили тертя ковзання виникають в результаті пластичних деформацій мікровиступів і їх часткового руйнування, а також сил міжмолекулярної взаємодії в області контактів.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)