Трение – один из видов взаимодействия тел. Оно возникает при
соприкосновении двух тел. Трение, как и все другие виды взаимодействия,
подчиняется третьему закону динамики: если на одно из тел действует сила
трения, то такая же по модулю, но направленная в противоположную сторону сила
действует и на второе тело. Силы трения, как и упругие силы, имеют
электромагнитную природу. Они возникают вследствие взаимодействия между
атомами и молекулами соприкасающихся тел. Силами сухого трения называют
силы, возникающие при соприкосновении двух твердых тел при отсутствии между ними
жидкой или газообразной прослойки. Они всегда направлены по касательной к
соприкасающимся поверхностям. Сухое трение, возникающее при относительном покое
тел, называют трением покоя. Сила трения покоя всегда равна по величине
внешней силе и направлена в противоположную сторону (рис. 1).
Рисунок 1. Сила трения покоя (v = 0).
Сила трения покоя не может превышать некоторого максимального значения
(Fтр)max. Если внешняя сила больше (Fтр)max, возникает относительное
проскальзывание. Силу трения в этом случае называют силой трения
скольжения. Она всегда направлена в сторону, противоположную направлению
движения и, вообще говоря, зависит от относительной скорости тел. Однако, во
многих случаях приближенно силу трения скольжения можно считать независящей от
величины относительной скорости тел и равной максимальной силе трения покоя. Эта
модель силы сухого трения применяется при решении многих простых физических
задач (рис. 2).
Рисунок 2. Реальная (1) и идеализированная (2) характеристики
сухого трения.
Опыт показывает, что сила трения скольжения пропорциональна силе нормального
давления тела на опору, а следовательно, и силе реакции опоры
Fтр = (Fтр)max = μN.
Коэффициент пропорциональности μ называют коэффициентом трения
скольжения. Коэффициент трения μ – величина безразмерная. Обычно коэффициент
трения меньше единицы. Он зависит от материалов соприкасающихся тел и от
качества обработки поверхностей. При скольжении сила трения направлена по
касательной к соприкасающимся поверхностям в сторону, противоположную
относительной скорости (рис. 3).
Рисунок 3. Силы трения при скольжении
(v ≠ 0). – сила реакции опоры, – вес тела, .
При движении твердого тела в жидкости или газе возникает силa вязкого
трения. Сила вязкого трения значительно меньше силы сухого трения. Она также
направлена в сторону, противоположную относительной скорости тела. При вязком
трении нет трения покоя. Сила вязкого трения сильно зависит от скорости
тела. При достаточно малых скоростях Fтр ~ v, при больших скоростях
Fтр ~ v2. При этом коэффициенты пропорциональности в этих соотношениях
зависят от формы тела. Силы трения возникают и при качении тела. Однако силы
трения качения обычно достаточно малы. При решении простых задач этими
силами пренебрегают.
Знаете ли Вы, что, как ни тужатся релятивисты, CMB (космическое микроволновое излучение) - прямое доказательство существования эфира, системы абсолютного отсчета в космосе, и, следовательно, опровержение Пуанкаре-эйнштейновского релятивизма, утверждающего, что все ИСО равноправны, а эфира нет. Это фоновое излучение пространства имеет свою абсолютную систему отсчета, а значит никакого релятивизма быть не может. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.