Силы трения

Абсолютно гладких поверхностей опоры практически не существует. Между телом человека и опорой при движении по ней всегда возникает трение.

Сила трения — это мера противодействия движущемуся телу, направленного по касательной к соприкасающимся поверхностям. Сила трения считается равной произведению нормального давления на коэффициент трения:

Т= N * k ; [Т] = ML * ( T в -2 степени)

где ктр — коэффициент трения

Как видно из формулы, коэффициент трения — это отношение силы трения к силе нормального давления (прижимающей силе), которая прижимает трущиеся тела друг к другу:

k (трения)= T/N

Это справедливо для трения скольжения, когда одно тело перемещается относительно другого, не теряя контакта с ним, скользит по нему. Сила трения в этом случае динамическая. Если же одно тело не может скользить по другому, сдвигающая сила не может сдвинуть его, значит, сила трения удерживает тело в неподвижности. Такая сила трения называется статической (или силой трения скольжения покоя). По третьему закону Ньютона статическая сила трения равна сдвигающей силе.

Предел, до которого может увеличиваться статическая сила трения, называется предельной силой трения скольжения покоя. Она равна произведению нормального давления на статический коэффициент трения скольжения:

T=N*k

Следовательно, статический коэффициент трения скольжения равен отношению статической силы трения скольжения (предельной) к силе нормального

давления; можно сказать иначе: это отношение сдвигающей силы к прижимающей.

Механизм трения скольжения объясняют зацеплением неровностей поверхностей скользящих тел друг за друга (механическая теория), а также молекулярным сцеплением, когда гладкие поверхности обеспечивают плотный контакт тел (молекулярная теория). При смазке неровности поверхности «сглаживаются».

Второй вид трения, отличающийся от трения скольжения, проявляется при качении, когда точки соприкосновения тел все время сменяются (точки покрышки велосипеда и места его опоры на дорожке). Механизм трения качения объясняют деформацией соприкасающихся тел. Колесо как бы вдавливается в опору, образуя ямку, через край которой колесу все время приходится перекатываться . Коэффициент трения качения вычисляют как отношение момента движущей силы к моменту трения ( N сила нормального давления, умноженная на ее плечо относительно края ямки — к к ). Плечо силы N , затрудняющей «выкатывание» из ямки, и есть коэффициент трения качения (его размерность — L ).

Третий вид трения проявляется, когда между трущимися поверхностями имеется неподвижная точка. Это трение верчения — движение происходит вокруг этой точки. Так, стопа при отталкивании от опоры, если на подошве обуви нет шипов, вращается относительно грунта. У метателя молота на подошве обуви имеется один шип, верчение происходит при повороте вокруг шипа.

Силы трения, направленные навстречу движению, тормозят его. Они вызывают отрицательное ускорение, совершают отрицательную работу. Силы трения, направленные одинаково с движением, не создают положительного ускорения, не совершают положительной работы, а только не дают точке контакта движущегося тела «проскальзывать» назад.