Сухое трение. Если два тела соприкасаются своими поверхностями под некоторым давлением и если по направлению, касательному к ним, приложить лишь небольшую силу, то никакого скольжения поверхностей не будет (рис. 121).’ Для того чтобы началось скольжение, сила должна иметь значение больше некоторой конечной минимальной величины. Следовательно, при соприкосновении тел под некоторым давлением между их поверхностями возникают силы, препятствующие их скользящему движению. Эти силы называются трением покоя. Скольжение начинается после того, как внешняя тангенциальная сила превзошла определенное значение. Таким образом, сила трения покоя $f_{\text {пок }}$ изменяется от нуля до некоторого максимального значения $f_{\text {пок }}^{\max }$ и равна внешней силе, которая приложена к телу. Она направлена противоположно внешней силе и уравновешивает ее, вследствие чего тела не приходят в движение и не происходит скольжения одной поверхности по другой. Величина трения зависит от давления, материала тел и состояния поверхностей соприкосновения. У шероховатых поверхностей трение покоя больше, чем у хорошо отшлифованных.

После того как внешняя тангенциальная сила стала больше максимальной силы трения покоя, начинается скольжение вдоль по поверхности соприкосновения. В этом случае сила трения направлена против скорости. Ее численное значение для хорошо отполированных сухих металлических поверхностей при небольших скоростях практически не зависит от скорости и равно максимальной силе трения покоя. Таким образом, график зависимости силы трения от скорости имеет вид, изображенный на рис. $122, a$. При всех скоростях $v
eq 0$ сила трения имеет вполне определенное значение и направление. При $v=0$ ее величина не однозначна, а зависит от внешней силы.

Однако независимость силы трения от скорости соблюдается лишь при не очень больших скоростях, не для всех тел и не при всяких качествах обработки поверхностей. Во многих случаях график зависимости силы трения между твердыми поверхностями от скорости имеет вид, показанный на рис. 122 , б: сначала при увеличении скорости до некоторого значения сила трения уменьшается в сравнении с трением покоя (для сокращения выражений вместо «максимальная сила трения покоя» говорят «сила трения покоя»), а затем возрастает.

Наиболее характерной особенностью рассмотренной силы трения является наличие трения покоя: сила трения не обращается в нуль при нулевой относительной скорости соприкасающихся тел. Такое трение называется сухим. Сила трения в случае, изображенном на рис. 121 , дается формулой $f_{\mathrm{Tp}}=k^{\prime} m g$, причем $k^{\prime}$ называется коэффициентом
121.
Сухое трение
Для него характерно наличие трения покоя
122.
Зависимость силы сухого трения от скорости. На оси ординат отложены силы против скорости’
Зависимость силы жидкого трения от скорости. На оси ординат отложены силы против скорости
Характерная особенность этого трения – исчезновение силы трения при нулевой скорости движения

Явление застоя может сущөственно исназить результаты измерения физичесних величин с помощью приборов, если при движении их стреЛОн $в$ ОСаХ вращенив имевтся сухов трение.
124.

Явление застоя
трения. $\mathrm{OH}_{\mathrm{H}}$ определяется экспериментально.
Возникновение сухого трения обусловлено взаимодействием молекул, атомов и электронов, находящихся вблизи поверхности соприкосновения, т.е. в конечном счете электромагнитным взаимодействием.
Жидкое трение. Если соприкасающиеся металлические поверхности хорошо смазать, то они начинают скользить уже при очень малых, практически равных нулю силах. Это объясняется тем, что между собой трутся не твердые металлические поверхности, а тонкие жидкие масляные пленки, которые налипают при смазке на поверхности. Такие силы трения, у которых трение покоя отсутствует, называются силами жидкого трения. Например, металлический шарик движется в газе или жидкости при самых малых силах. Между поверхностью шарика и газом или жидкостью возникают силы трения, которые стремятся противодействовать движению. Однако при стремлении скорости к нулю эта сила трения стремится к нулю, т.е. является силой жидкого трения.
Зависимость силы жидкого трения от скорости изображена на рис. 123. При достаточно малой скорости эта сила прямо пропорциональна скорости: $\mathbf{f}_{\text {тр }}=-k \mathrm{v}$. Коэффициент пропорциональности $k$ зависит от свойств жидкости или газа, геометрических характеристик тела, свойств его поверхности.
При движении твердых тел в жидкости или газе наряду с силой трения, которая в каждой точке направлена по касательной к поверхности тела, на тело в противоположном его скорости направлении действуют также силы другой природы, которые называются с и л а и с о п р от и в л ни я. Они рассматриваются в механике сплошной среды. При решении задач на движение они учитываются так же, как и силы жидкого трения, зависящие от скорости. Сила сопротивления увеличивается пропорционально квадрату скорости: $f \sim v^{2}$. Однако их роль существенна лишь при достаточно больших скоростях. При малых скоростях можно ограничиться учетом силы трения, пропорциональной первой степени скорости.

Трение качения. При качении сухого твердого колеса по твердой поверхности наряду с силой сухого трения возникает трение качения. Оно будет рассмотрено в § 56 вместе с другими вопросами качения.

Работа сил трения. Работа силы трения покоя равна нулю, поскольку перемещение отсутствует. При скольжении твердых поверхностей сила трения направлена против перемещения. Ее работа отрицательна. Вследствие этого кинетическая энергия трущихся тел превращается во внутреннюю – трущиеся поверхности нагреваются. Сила жидкого трения также производит отрицательную работу, при этом кинетическая энергия движущихся тел также шревращается во внутреннюю и скорость тел уменьшается.

Таким образом, для движения при наличии трения закон сохранения энергии не может быть сформулирован в виде постоянства суммы кинетической и потенциальной энергий. Iри наличии трения эта сумма убывает, происходит превращение энергии во внутреннюю энергию трущихся тел.

Не следует думать, что трение преимущественно играет отрицательную роль для движения. Если бы не было трения, то необходимо было бы изменить весь уклад жизни. Можно сказать, что существующая техника базируется на наличии трения. Если бы его не было, то не смогли бы двигаться автомобили, люди не могли бы ходить по ровной поверхности земли, невозможно было бы безопасно сидеть на стуле и т. д.