1.2.8 Сила трения. Сухое трение

Сила трения возникает при соприкосновении тел и препятствует их относительному движению или попытке такого движения.

Сила трения направлена вдоль поверхности соприкосновения. В этом её главное отличие от нормальной реакции опоры $N$, которая направлена перпендикулярно поверхности.

Сухое трение — трение между поверхностями твёрдых тел без жидкой или газовой прослойки между ними. В пункте кодификатора рассматриваются два случая: трение скольжения и трение покоя.

Сила трения скольжения

Сила трения скольжения действует, когда одно тело скользит по поверхности другого.

Она направлена против скорости относительного движения соприкасающихся поверхностей. Если брусок скользит вправо по столу, сила трения скольжения со стороны стола направлена влево.

Модуль силы трения скольжения:

где $F_{\text{тр}}$ — модуль силы трения;
$\mu$ — коэффициент трения;
$N$ — модуль нормальной реакции опоры.

Сила трения покоя

Сила трения покоя действует, когда соприкасающиеся тела не скользят друг относительно друга, но есть попытка вызвать скольжение.

Эта сила не обязана сразу быть равной $\mu N$. Она подстраивается под внешнее действие и удерживает тело в покое, пока это возможно:

Важно

Равенство $F_{\text{тр}}=\mu N$ для трения покоя соответствует предельному случаю: тело ещё покоится, но уже находится на грани начала скольжения.

Направление силы трения покоя выбирают против возможного относительного движения. Если без трения тело начало бы скользить вниз по наклонной плоскости, сила трения покоя направлена вверх вдоль плоскости.

Коэффициент трения

Коэффициент трения $\mu$ показывает, насколько сильным может быть сухое трение между данными поверхностями.

Коэффициент трения зависит от материалов и состояния поверхностей. Он не имеет единиц измерения.

Коротко

• Сила трения направлена вдоль поверхности соприкосновения.
• При скольжении: $F_{\text{тр}}=\mu N$.
• При покое: $F_{\text{тр}}\le \mu N$.
• Коэффициент трения $\mu$ — безразмерная характеристика пары поверхностей.