Отримання знань

Сила тертя. Коефіцієнт тертя.

Силами тертя називають сили, що виникають при спробі зрушити одне тіло по поверхні іншого (при цьому говорять про сили тертя спокою) або під час такого руху.

 У всіх випадках сила тертя має напрямок, протилежний напрямку прикладеної до тіла зовнішньої сили (сили тяги).  Виникнення сил тертя спричиняється шерехатістю дотичних поверхонь та взаємним притяганням молекул дотичних тіл. У місцях дотику поверхонь виникає деформація тіл і, як наслідок, виникають сили пружності. Ці сили, як і взаємне притягання молекул дотичних тіл, мають електричну природу.

Виявити силу тертя спокою можна за допомогою простого досліду. Нехай до якогось бруска прикріплено нитку, перекинутк через блок і сполучену з лотком для тягарців. Якщо на лоток покласти невелику гирьку, то це призведе лише до більшого натягу нитки, а брусок лишиться у спокої. Отже, крім сили натягу нитки  F_нат, на брусок у горизонтальному напрямі діє протилежно напрямлена сила, що зрівноважує силу натягу. Плавно збільшуючи навантаження, можна спостерігати  початок руху бруска по столу. Вага гирьок на лотку при цьому відповідає максимальному значенню сили тертя спокою.

      Сила тертя спокою ( F_т.с.) виникає як наслідок дії на тіло зовнішніх сил. Модуль цієї сили залежить від модуля притискуючої сили  F   , а також від стану дотичних поверхонь.

За третім законом Ньютона (а ви його знаїте (!) це закон парних сил) притискуючій силі відповідає силі реакції опори  N, тому можна записати так: F_т.с.~ N.

Коефіцієнт пропорційності  μ (або К) у виразі F_т.с. = μ Ν    називають коефіцієнтом тертя спокою.

      Під час руху тіл, у залежності від обставин діє або сила тертя ковзання, або сила тертя кочення,при цьому:

                                 F_т.коч. < F_т.ковз.

             Зменшення шерехатості поверхонь спочатку зменшує тертя, але за умови надто гладких поверхонь тертя може зростати за рахунок міжмолекулярного зчеплення (практично це не виявляється). Зменшити тертя ковзання можна за рахунок або ретельної обробки поверхонь, або змащення дотичних поверхонь. У техниці перехід до тертя кочення реалізується через використання підшипників (кулькових або роликових).

     Тертя відіграє важливу роль у природі. За приклад можна привести порівняно стійке перебування кам`яних брил на гірських схилах, існування піщаних барханів у пустелях; без тертя не змогли б утримуватися на грунті рослини.

     У техниці і побуті тертя не тільки завдає шкоди, а й буває (що трапляється частіше) корисним. За відсутності тертя не змогли б рухатися транспортні засоби,здійснюватися ремінні передачі у механізмах; ходити люди;не працювали б гальмівні пристрої; не можливо було б з`єднати окремі деталі механізмів чи будівель за допомогою болтів, шурупів, гвіздків, а також стіни будівель.

    Існують різні способи збільшення тертя: використання піску під час ожеледиці, створення рельєфу на поверхні шин автомобілів чи на подошві взуття, одягання ланцюгівна колеса і т.ін.

Сила тертя кочення

Сила тертя кочення зазвичай досить сильно відрізняється від сили тертя ковзання

Саме тому механізми з катками, роликами, колесами оточують нас повсякчас. Чим твердіше колеса та поверхня,тим меньше сила тертя кочення.