Причины возникновения силы трения

Физические тела, взаимодействуют друг с другом, с помощью той или иной силы, которая может иметь разное происхождение: механическое, электромагнитное, гравитационное и т.д. Различают силы, которые действуют при непосредственном контакте (соприкосновении) тел, и силы, действующие на расстоянии, например, электромагнитные. Сила трения относится к первому виду — “контактному”. В чем причины возникновения силы трения?

Основные проявления силы трения

Большинство движений и перемещений окружающих нас тел сопровождается трением. Приведем несколько примеров:

  • Лыжники и сноубордисты, конечно, стремительно скользят по снегу, спускаясь с горы, но останавливаются довольно быстро на горизонтальной поверхности;
  • Мы держим предметы в руках и удерживаемся от падения при ходьбе благодаря силе трения.
  • Колесный транспорт прекращает движение после остановки двигателя как помощью тормозов, так и без их помощи. С тормозами, конечно, тормозной путь будет меньше, но в обоих случаях причина остановки — трение колес о землю;
  • Маятники часов, и подвесных, и механических, остановятся через некоторое время без “подзаводки”;
  • Гвозди скрепляют предметы друг с другом за счет силы трения;
  • Устойчивость предметов стоящих у нас на полу и на столах обеспечивается силой трения;
  • Для увеличения кпд двигателей автомобилей в качестве смазки применяется специальное масло, которое уменьшает силу трения между поршнями и стенками цилиндров;
  • Скрипачи и гитаристы извлекают звук из своих инструментов тоже благодаря трению.

Примеры проявления силы трения:

Рис. 1. Примеры проявления силы трения.

Если тело движется в жидкости или газе, то сопротивление, которое оно испытывает, называют вязким трением. Причина возникновения этой силы трения заключается в столкновениях с частицами жидкостей и газов при его движении. От удара одной молекулы сопротивления, конечно, не возникнет, но поскольку число молекул очень велико, то суммарное воздействие приводит к появлению силы вязкого трения.

Почему возникает сила трения

Все частные проявления силы трения обусловлены двумя основными причинами:

  • Причина номер один — шероховатость, то есть не идеальность поверхностей. Любые, даже гладкие с виду, поверхности всегда имеют некоторое число царапин, шероховатостей, неровности. При соприкосновении тел эти дефекты задевают друг друга, что и создает общий эффект торможения;
  • Вторая причина — это взаимодействие пограничных атомов и молекул. Когда контактирующие поверхности хорошо отполированы, и расстояние между ними (зазор) становится минимальным, то возникает взаимное притяжение. Притяжение обусловлено взаимодействием между электрическими зарядами атомов.

Рис. 2. Граница раздела трущихся поверхностей: царапины, шероховатости, дефекты.

Силу трения, возникающую при соприкосновении твердых предметов подразделяют на три вида:

  • Трение покоя — сила, препятствующая началу движения тел относительно друг друга;
  • Трение скольжения (движения) — сила, действующая на тело в процессе движения;
  • Трение качения — сила, препятствующая качению одного тела по поверхности другого тела.

Виды сил трения: покоя, скольжения, качения:

Рис. 3. Виды сил трения: покоя, скольжения, качения.

Что мы узнали?

Итак, мы узнали, что сила трения возникает при непосредственном контакте (соприкосновении) тел. Познакомились кратко о причинах сил трения, возникающих между контактирующими поверхностями. Получили представление о разновидностях сил трения: покоя, скольжения, качения и вязкого трения.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.1. Всего получено оценок: 171.

Предметы