3.6. Законы трения (законы Кулона)

Законы трения скольжения. Рассмотрим тело веса находящееся в покое на негладкой горизонтальной плоскости (рис. 25). Попытка передвинуть тело, приложив к нему горизонтальную силу Р, не приводит к успеху до тех пор, пока величина силы не достигнет некоторого значения Р. Равнодействующая сил реакций опоры может быть представлена в виде двух составляющих — силы нормального давления и силы трения покоя Уравнение проекций сил на горизонтальную ось дает

Рис. 25.

Опыт показывает, что и связаны соотношением (закон Кулона)

где называется статическим коэффициентом трения; он зависит от материалов соприкасающихся тел и состояния их поверхностей.

Пока тело будет оставаться в покое. Если же к нему приложить силу, большую чем то оно станет двигаться. При движении силу сопротивления можно найти, пользуясь формулой

где называется динамическим коэффициентом трения, — силой трения скольжения.

Отметим, что динамический коэффициент трения всегда меньше статического коэффициента трения:

Законы трения качения. Рассмотрим диск радиуса покоящийся на негладкой горизонтальной плоскости (рис. 26). Попытка перекатить диск, приложив к его центру горизонтальную силу не приведет к успеху, пока величина силы остается меньше предельного значения

Рис. 26.

Силы реакции опоры, распределенные по малой поверхности вблизи точки контакта Р, в соответствии с теоремой о приведении системы сил к центру могут быть заменены эквивалентной системой — силой нормального давления силой трения покоя приложенными в точке контакта Р, а также парой сил трения качения с моментом

При равновесии диска из уравнения моментов относительно центра Р следует Опыт показывает, что и связаны соотношением при этом

Размерный коэффициент называется коэффициентом трения качения.

Поверхность качения называют абсолютно шероховатой, когда

Опыт показывает, что при прочих равных условиях много больше поэтому в технике при необходимости уменьшить потери на трение стремятся заменить скольжение качением.