Сила трения

Научиться понимать, что такое сила трения, от чего она зависит и как её учитывать в жизни и технике.

Трение — одна из самых распространённых сил в природе. Без неё невозможно было бы ходить, ездить, писать, держать предметы. В технике трение учитывают при создании машин, тормозов, подшипников, чтобы либо уменьшать его (для экономии энергии), либо увеличивать (для безопасности).

• Сила трения возникает при соприкосновении двух тел и всегда направлена против их относительного движения (или препятствует его началу).
• Трение покоя удерживает тело на месте, пока внешняя сила не превысит максимальную силу трения покоя.
• Сила трения скольжения зависит от силы нормального давления и шероховатости поверхностей, но не зависит от площади соприкосновения.
• Трение качения обычно значительно меньше трения скольжения, поэтому колёса и подшипники уменьшают потери энергии.
• Смазка уменьшает трение, потому что жидкость заполняет неровности и заменяет сухое трение на жидкое.
• Сила трения всегда направлена вдоль поверхности соприкосновения, противоположно движению (или попытке движения).
• Трение может быть полезным (тормоза, подошвы обуви) и вредным (износ деталей, нагрев).

Сила трения

Сила, возникающая при соприкосновении тел и направленная против их относительного движения (или препятствующая его началу).

Трение покоя

Сила, которая удерживает тело в покое, когда на него действует внешняя сила, но тело не движется.

Трение скольжения

Сила, возникающая при скольжении одного тела по поверхности другого, направлена против движения.

Трение качения

Сила, возникающая при качении одного тела по поверхности другого, обычно меньше трения скольжения.

Сила нормального давления

Сила, с которой тело давит на опору перпендикулярно поверхности (обычно равна весу тела, если опора горизонтальна).

Коэффициент трения

Число, показывающее, во сколько раз сила трения меньше силы нормального давления для данной пары поверхностей.

• Сила трения скольжения прямо пропорциональна силе нормального давления: Fтр = μ · N, где μ — коэффициент трения, N — сила нормального давления.
• Коэффициент трения зависит только от материалов и обработки поверхностей, но не от площади соприкосновения.
• Трение качения обычно в 10–100 раз меньше трения скольжения, поэтому колёса и подшипники выгодны.
• Максимальная сила трения покоя немного больше силы трения скольжения для тех же поверхностей.
• Смазка уменьшает трение, так как жидкость разделяет поверхности и заменяет сухое трение на жидкое.
• Сила трения всегда направлена вдоль поверхности соприкосновения, противоположно движению (или попытке движения).

1. Пример 1случай
   • Когда вы катаетесь на велосипеде, трение между шинами и дорогой позволяет поворачивать и тормозить, а трение в подшипниках колёс стараются уменьшить смазкой
2. Пример 2случай
   • Если положить книгу на наклонную плоскость, она не соскальзывает, пока угол наклона не станет достаточно большим — это действие силы трения покоя
3. Пример 3случай
   • Когда вы пишете ручкой по бумаге, трение между стержнем и бумагой оставляет след, а если бумага гладкая, ручка скользит и не пишет
4. Пример 4случай
   • Тормозные колодки автомобиля специально делают из материалов с высоким коэффициентом трения, чтобы быстро остановить машину

• Без трения покоя мы не могли бы ходить: ноги скользили бы, как на льду, и оттолкнуться было бы невозможно.
• Древние люди добывали огонь трением деревянных палочек — это одно из первых полезных применений трения.
• В подшипниках качения трение настолько мало, что тяжёлый ротор может вращаться почти без усилия, что позволяет экономить энергию в машинах.

• Не пытайся уменьшить трение между обувью и полом — это может привести к падению.
• При работе с механизмами не смазывай детали без разрешения учителя, так как избыток смазки может быть опасен.
• Не проверяй силу трения, толкая тяжёлые предметы без присмотра — можно получить травму.

• Сила упругости
• Сила тяжести
• Вес тела
• Равнодействующая сил
• Давление твёрдых тел