Почему сдвинуть брусок труднее, чем поддерживать скольжение?

Трение покоя должно разрушить сцепление неровностей покоящихся поверхностей. При скольжении контакты не успевают «схватываться» так же сильно, поэтому сила трения скольжения обычно меньше максимума трения покоя.

Влияет ли площадь контакта на силу трения?

В школьной модели — нет: сила зависит только от μ и нормальной реакции. Для многих сухих поверхностей это хорошо работает. При сильной деформации или адгезии зависимость от площади уже может появиться.

Зависит ли трение скольжения от скорости?

Здесь μ_ск постоянен. У реальных материалов слабая зависимость от скорости бывает. Для вводного курса постоянный коэффициент достаточнен, чтобы отличить покой от скольжения.

Как трение может и мешать движению, и помогать ему?

Трение мешает относительному проскальзыванию. Без трения покоя нельзя идти (нога уехала бы назад) и нельзя разогнать автомобиль (колёса забуксовали бы). В этих случаях трение покоя направлено в сторону желаемого движения.

Сила трения

Трение покоя и трение скольжения; коэффициент трения задаётся ползунком.

Тело и поверхность

Масса m4 kg

μₛ (статика)0.45

μₖ (кинетика)0.32

μₖ ограничен ≤ μₛ, чтобы кинетика не превышала статический предел.

Горизонтальный толчок

Сила F18 N

Положительная F тянет вправо. Если |F| ≤ μₛmg блок стоит, статическое трение = −F. Выше предела — скольжение, |трения| = μₖmg против движения.

Горячие клавиши

Пробел или Enter — сброс положения
R — сброс

Измеренные величины

Нормаль N = mg39.2N

Макс. статика μₛN17.7N

Кинетика μₖN12.6N

Сила трения f0.0N

СостояниеБез скольжения

v0.000m/s

x0.000m

Графики

О модели

Сила трения сопротивляется относительному движению контактирующих поверхностей. Здесь сравнивают трение покоя и трение скольжения — два режима с разными законами. Максимальная сила трения покоя, которую нужно преодолеть, чтобы сдвинуть тело, как правило больше постоянной силы трения скольжения. Обе силы пропорциональны нормальной реакции: F_п ≤ μ_п N и F_ск = μ_ск N. Коэффициенты μ — безразмерные характеристики пары поверхностей. Модель берёт постоянную N (часто N = mg), равномерный контакт и коэффициенты, не зависящие от скорости. Пока приложенная сила меньше μ_п N, трение покоя ей равно и тело стоит; после порога начинается скольжение.

Для кого: Школьная механика: сила трения, трение покоя и трение скольжения, законы Ньютона.

Ключевые понятия

Сила трения
Трение покоя
Трение скольжения
Коэффициент трения
Сила нормальной реакции
Равновесие сил
Законы Ньютона

Как это работает

На горизонтальной поверхности сила нормальной реакции равна N = mg. Сила трения покоя может достигать величины μₛN и в точности уравновешивает приложенную горизонтальную силу до тех пор, пока эта сила не превысит предельное значение; затем тело начинает ускоряться, и сила трения скольжения величиной μₖN действует в направлении, противоположном направлению скольжения.

Основные формулы

|f_s| ≤ μₛN, |f_k| = μₖN

Скольжение: a = (F_прикл − f_k) / m

Часто задаваемые вопросы

Почему сдвинуть брусок труднее, чем поддерживать скольжение?: Трение покоя должно разрушить сцепление неровностей покоящихся поверхностей. При скольжении контакты не успевают «схватываться» так же сильно, поэтому сила трения скольжения обычно меньше максимума трения покоя.
Влияет ли площадь контакта на силу трения?: В школьной модели — нет: сила зависит только от μ и нормальной реакции. Для многих сухих поверхностей это хорошо работает. При сильной деформации или адгезии зависимость от площади уже может появиться.
Зависит ли трение скольжения от скорости?: Здесь μ_ск постоянен. У реальных материалов слабая зависимость от скорости бывает. Для вводного курса постоянный коэффициент достаточнен, чтобы отличить покой от скольжения.
Как трение может и мешать движению, и помогать ему?: Трение мешает относительному проскальзыванию. Без трения покоя нельзя идти (нога уехала бы назад) и нельзя разогнать автомобиль (колёса забуксовали бы). В этих случаях трение покоя направлено в сторону желаемого движения.

Продолжите с близкими темами в этой категории — или все 85 в «Классическая механика».

Вся категория →

НовоеШкольные