Сили тертя. Сухе тертя. Тертя спокою, ковзання і кочення.

сила тертя — сила, що чинить опір відносному переміщенню одного тіла по поверхні іншого під дією зовнішньої сили, і яка спрямована тангенціально до спільної границі між цими тілами.

Сила тертя завжди направлена проти вектора швидкості. Сила тертя не належить до потенціальних сил.

Коли тіло рухається в газі чи рідині, сила тертя пропорційна швидкості, при великих швидкостях — квадрату швидкості.

Вивченням процесів тертя займається розділ фізики, який називається механікою фрикційного взаємодії, аботрибологією (англ. tribology).

Закон Амонтона — Кулона[ред. • ред. код]

Основною характеристикою тертя є коефіцієнт тертя , який визначається речовинами, з яких виготовлені поверхні взаємодіючих тіл.

У найпростіших випадках сила тертя та нормальне навантаження (або сила нормальної реакції) зв'язані нерівністю:

яка перетворюється у рівність тільки за наявності відносного руху. Це співвідношення називається законом Амонтона — Кулона.

Схема дії сил при терті ковзання: W — сила ваги, N — нормальна сила реакції опори, F — прикладена сила, що заставляє тіло ковзати по поверхні, F_f — сила тертя ковзання.

Отже, як граничний випадок закону Амонтона-Кулона (див. вище), коли тіло пересувається на поверхні іншого тіла, сила тертя пропорційна силі реакції опори N з коефіцієнтом пропорційності μ, який називається коефіцієнтом тертя:

.

В техніці в залежності від умов змащування тертя ковзання поділяють на:

сухе, коли взаємодіючі тверді тіла не розділені жодними додатковими шарами змащення. В техніці зустрічається рідко. Характерна риса сухого тертя — наявність значної сили тертя спокою;

рідинне (в'язке), при взаємодії тіл, що розділені шаром твердого тіла (порошком графіту), рідини чи газу (мастильного матеріалу). Зустрічається в гідростатичних чи гідродинамічних опорах. Сила рідинного тертя залежить тільки від властивостей мастила та товщини його шару, а не від властивостей поверхні;

змішане, коли область контакту містить ділянки сухого і рідинного тертя;

граничне, коли в зоні контакту можуть міститися шари і ділянки різної природи (окисні плівки, рідина і т. д.) — найпоширеніший випадок при терті ковзання.

У зв'язку зі складністю перебігу фізико-хімічних процесів, в зоні фрикційної взаємодії, процеси тертя принципово не піддаються опису методами класичної механіки.

Докладніше: Тертя ковзання

Сила тертя кочення[ред. • ред. код]

Докладніше у статті Тертя кочення

Тертя кочення — опір рухові, що виникає при перекочуванні тіла одне по одному. Проявляється, наприклад, між елементами підшипників кочення, між шиною колеса автомобіля і дорожнім полотном.

де: — сила тертя кочення;f — коефіцієнт тертя кочення, одиниці вимірювання метр;R — радіус тіла кочення;N — притискна сила тіла до поверхні.

Сила тертя спокою[ред. • ред. код]

Максимальна сила тертя спокою прямо пропорційна до сили нормального тиску. Сила тертя спокою перешкоджає початкові руху тіла. З іншого боку, сила тертя спокою може спричинити прискорений рух тіла після початку руху.

Дата добавления: 2015-11-14