Закони тертя ковзання

Силою тертя ковзання називається сила, що виникає в точках співдотику, лежить у спільній дотичній площині до поверхонь контактуючих тіл і чинить опір ковзанню одного тіла відносно іншого.

Сила тертя, що розвивається при відсутності взаємних рухів, називається силою тертя спокою.

Рівновага при наявності сил тертя для тіл, що могли б рухатись під дією сили , по шорсткій (неідеальній) поверхні зумовлена силою тертя зчеплення (), яка чинить опір цьому руху (рисунок 29).

Закони тертя ковзання (закони Амонтона – Кулона) відображають практично всі основні особливості явища тертя ковзання.

1 При намаганні зсунути одне тіло по поверхні іншого в площині дотику тіл виникає сила тертя, величина якої може приймати будь – які значення від нуля до значення () – максимальна (гранична) сила тертя.

. (25)

Сила тертя спрямована в бік, протилежний тому, в якому діють сили, що намагаються зсунути тіло. При рівновазі сила тертя спокою спрямована протилежно можливому напрямку руху.

2 Величина граничної сили тертя дорівнює добутку статичного коефіцієнту тертя на силу нормального тиску (нормальну реакцію):

= . (26)

Статичний коефіцієнт тертя - число безрозмірне, визначається експериментальним шляхом і залежить від матеріалу взаємодіючих тіл та стану поверхні (характер обробки, температура, вологість, змащення і т.п.).

Для абсолютно гладеньких поверхонь = 0, для реальних > 0. При сухому терті ”дерево – дерево” [0,4; 0,7]; „метал – метал” [0,15; 0,25]; „сталь – лід” = 0,025.

3 Величина граничної сили тертя в широких межах не залежить від розмірів площі контакту поверхонь тіл, що стикаються.

При рівновазі сила тертя спокою (тертя зчеплення) визначається за визначенням:

(27)

Для тіл, які рухаються, сила тертя спрямована протилежно руху і дорівнює добутку динамічного коефіцієнта тертя на силу нормального тиску:

= . (28)

Повна реакція шорстої поверхні складається з нормальної реакції та перпендикулярної їй сили тертя , тобто буде відхилена від нормалі до поверхні на кут φ (рисунок 29).

Рисунок 29

Максимальне значення кута φ^max, який складає повна реакція шорсткої поверхні з нормаллю до поверхні, називається кутом тертя.

. (29)

При дії на тіло будь–якою силою, прикладеною під кутом до нормалі меншим за кут тертя (φ< φ^max) зсунути тіло неможливо.