Види сил тертя

Виділяють три види сил тертя: тертя ковзання, тертя кочення і тертя спокою.

Сила тертя ковзання виникає, коли одне тіло переміщається по поверхні іншого. Чим більше вага тіла, і чим більше коефіцієнт тертя між даними поверхнями (коефіцієнт залежить від матеріалу, з якого зроблені поверхні), тим більше сила тертя ковзання.

Сила тертя ковзання не залежить від площі дотичних поверхонь. При русі брусок, що лежить на своїй великій за площею грані, буде мати таку ж силу тертя ковзання, як якщо його покласти на найменшу грань.

Основна причина виникнення сили тертя ковзання – найдрібніші нерівності поверхонь двох тіл. Ними тіла чіпляються один за одного при русі. Якби не було сили тертя ковзання, то тіло, приведене в рух короткочасним дією на нього сили, продовжувало б рухатися рівномірно. Однак, оскільки сила тертя ковзання існує, і вона спрямована проти руху тіла, то тіло поступово зупиняється.

Друга причина виникнення сили тертя ковзання – міжмолекулярні взаємодії на дотичних поверхнях двох тіл. Дане взаємодія може виникнути тільки на дуже гладких, добре відполірованих поверхнях. Молекули різних тіл виявляються дуже близько один до одного і притягуються. Через це рух тіла гальмується.

Сила тертя кочення виникає, коли по поверхні одного тіла, перекочується інше, зазвичай круглої форми. Наприклад, котяться колеса транспортних засобів на дорозі, перевернута на бік бочка з пагорба, кулька по підлозі.

Сила тертя кочення набагато менше сили тертя ковзання. Згадайте, велику сумку легше вести на коліщатках, ніж волоком тягти по землі. Причина криється в різному способі контакту між рухомим тілом і поверхнею. При коченні колесо як би вдавлює, підминає під себе поверхню, відштовхується від неї. Котиться колесу не доводиться чіпляти безліч дрібних нерівностей поверхні, як при ковзанні тел.

Чим твердіше поверхня, тим менше сила тертя кочення. Наприклад, по піску їхати на велосипеді важче, ніж по асфальту, так як на піску доводиться долати велику силу тертя кочення. Це пов’язано з тим, що відштовхуватися від твердих поверхонь легше, вони не сильно вдавлюються. Можна сказати, що сила, яка діє з боку колеса на тверду поверхню, не витрачається на деформацію, а майже вся повертається у вигляді сили нормальної реакції опори.

Сила тертя спокою оточує нас повсюдно. Всі предмети, які лежать на інших тілах, утримуються силою тертя спокою. Сили тертя спокою навіть вистачає, щоб утримувати предмети на нахилених поверхнях. Наприклад, людина може стояти на схилі пагорба, брусок нерухомо лежати на злегка нахиленої лінійці. Крім того, завдяки силі тертя спокою можливі такі форми руху, як ходьба і їзда. У цих випадках відбувається «зчеплення» з поверхнею за рахунок сили тертя спокою, в результаті з’являється можливість відштовхуватися від поверхні.

Причини сили тертя спокою такі ж, як у сили тертя ковзання.

Сила тертя спокою виникає, коли намагаються зрушити варте тіло. Поки сила, яка намагається рухати тіло, менше сили тертя спокою, тіло буде залишатися на місці. Як тільки ця сила перевищить певну максимальну силу тертя спокою для даних двох тіл, одне тіло почне рухатися щодо іншого, і на нього вже буде діяти сила тертя ковзання або кочення.

У більшості випадків максимальна сила тертя спокою трохи перевершує силу тертя ковзання. Так, щоб почати рухати шафа, треба спочатку докласти трохи більше зусиль, ніж прикладати їх, коли шафа вже рухається. Часто різницею між силами тертя спокою і ковзання нехтують, вважаючи їх рівними.

Посилання на основну публікацію