Трение. Трение скольжения

До сих пор было рассмотрено равновесие преимущественно идеальных механических систем в предположении, что поверхности соприкасающихся тел являются абсолютно гладкими и что всякое трение между соприкасающимися телами отсутствует, а сами тела – абсолютно твердыми. Такое рассмотрение лишь приближенно соответствует действительности.

Как уже говорилось, связи накладывают ограничения на перемещения материальных точек. Эти ограничения можно представить в виде некоторых поверхностей, на которых вынуждена оставаться соответствующая материальная точка (или твердое тело). В природе свободному скольжению всегда препятствуют некоторые силы, которые называют силами трения.

Силы трения существенно отличаются от всех других сил. Они возникают в тех случаях, когда активные силы способны создать движение соприкасающихся тел. Наука, занимающаяся трением, называется триботехникой.

Величины этих сил трения зависят от целого ряда различных факторов. Пусть, например, тело находится на горизонтальной плоскости, и на него действует горизонтальная сила , вес тела , реакция связи (рис. 11.1а).

а		б
Рис.11.1

Из опыта известно, что тело начнет двигаться горизонтально лишь тогда, когда величина силы станет достаточно большой. Состояние покоя тела при отличной от нуля величине силы свидетельствует о том, что сила уравновешивается другой силой , называемой силой трения. Сила трения уравновешивает силу лишь до тех пор, пока величина силы не превзойдет некоторого определенного предела, после чего тело начнет двигаться. В реальных задачах мы имеем дело не с идеальными связями. Поэтому полная реакция всегда может быть представлена в виде векторной суммы нормальной реакции и силы трения и составит угол φ с нормалью (рис.11.1б).