Трение скольжения

Равновесие тел при наличии трения

Сопротивление, которое возникает при стремлении перемещения одного тела по поверхности другого называется силой трения скольжения.

Силу трения определяют в соответствии с законами Амонтона – Кулона.

1. Сила трения всегда направлена в сторону, противоположную возможному смещению.

2. Предельная сила трения скольжения пропорциональна нормальному давлению

(1.18)

где - статический коэффициент трения.

3. В общем случае сила трения отвечает условию

(1.19)

4. Для большинства трущихся поверхностей можно считать, что сила трения не зависит от скорости их скольжения.

Коэффициент трения зависит от материала поверхностей, их состояния (обработки), наличия смазки. Обычно считают, что коэффициент трения не зависит от площади соприкасающихся тел и их скорости. Коэффициенты трения для различных тел определяют экспериментально.

Пример 1.6. Определить предельное значение силы Q, при котором тело будет находиться в покое на наклонной плоскости, если коэффициент трения скольжения тело по наклонной плоскости равен f (рис. 1.34).

Решение. Тело должно находится в покое под действием силы , силы тяжести , нормальной реакции и силы трения . Возможны два случая нарушения покоя тела: 1) если сила превышает некоторое предельное значение, то возможно движение тела вверх и тогда сила трения T будет направлена вниз (рис. 1.34,а); 2) если же сила будет меньше предельной величины, то возможно движение тела вниз и тогда сила трение будет направлена вверх (рис. 1.34,б).

Условия равновесия приложенных к телу сил в первом и втором случаях в проекциях на ось 0x имеют вид:

; ,

откуда ,

.

Таким образом тело будет находиться в покое, если сила будет отвечать неравенству

Из полученного ответа следует, что при наличии трения условия равновесия записываются в виде неравенств.

При отсутствии в рассмотренном примере силы тело будет находиться в покое на наклонной плоскости при или . В предельном случае

(1.20)

На основе зависимости (1.20) можно определять статические коэффициенты трения с помощью простого прибора – наклонной плоскости, на которой закрепляют испытуемый материал. Угол, определяемый из выражения , называется углом трения.

С углом трения связана важная характеристика физико-механических свойств любого сыпучего материала – угол естественного откоса.

Углом естественного откоса называется наибольший угол наклона откоса к горизонту, при котором частица сыпучего материала, находящаяся на откосе, остается в покое (рис. 1.35). Очевидно, угол естественного откоса определяется из выражения

	(1.21)
где –	коэффициент внутреннего трения т.е. взаимного трения частиц сыпучего материала.

Дата добавления: 2015-06-04