Закон Кулона. При движении или стремлении двигать одно тело по поверхности другого в плоскости соприкосновения тел возникает сила сопротивления их относительному

Трение

При движении или стремлении двигать одно тело по поверхности другого в плоскости соприкосновения тел возникает сила сопротивления их относительному скольжению, называемая силой трения скольжения.

Возникновение трения обусловлено прежде всего шероховатостью взаимодействующих поверхностей, а также наличием сцепления у прижатых друг к другу тел.

В теоретической механике обычно рассматривается только сухое трение между поверхностями тел, т.е. такое трение, когда между ними нет смазывающего вещества.

В 1981 году Кулон установил основные приближенные законы для сухого трения скольжения при покое.

1. При стремлении сдвинуть одно тело по поверхности другого в плоскости соприкосновения тел возникает сила трения (или сила сцепления), которая может принимать любые значения от нуля до F_пр, называемого предельной силой трения.

Приложенная к телу сила трения направлена в сторону, противоположную той, куда действующие на тело силы стремятся его сдвинуть.

2. Предельная сила трения пропорциональна нормальному давлению (нормальной реакции), т.е.:

(11.1)

где безразмерный коэффициент f называют коэффициентом трения скольжения; он не зависит от нормального давления; а зависит от материала соприкасающихся поверхностей и состояния поверхностей (характера обработки, температура, влажность и т.п.)

3. Значение предельной силы трения в довольно широких пределах не зависит от размеров соприкасающихся при трении поверхностей. Из этого закона следует, что для того, чтобы сдвинуть, например, кирпич, надо приложить одну и ту же силу независимо от того, какой гранью он положен на поверхность. Из первых двух законов следует, что при равновесии сила трения

или (11. 2)

Таким образом, значение силы трения при покое определяется неравенством (11.2), и это значение может быть любым, но не больше, чем F_пр. Величине F_пр сила трения будет равна лишь тогда, когда действующая на тело сдвигающая сила достигает такого значения, что при малейшем ее увеличении тело начинает двигаться (скользить). Равновесие, имеющее место, когда сила трения равна F_пр, называется предельным равновесием.

Коэффициент трения скольжения в зависимости от различных условий устанавливается экспериментально. Так, коэффициент трения для кирпича по бетону равен 0,76; для стали по стали – 0,15; для дуба по дубу вдоль волокон – 0,62; металл по металлу 0,15 – 0,25; сталь по льду – 0,027.

Более подробные сведения даются в справочниках.

В приближенных технических расчетах обычно считают, что коэффициент трения скольжения не зависит от относительной скорости скольжения.

Дата добавления: 2015-06-04