Конспекты лекций по физике. Лукс Р.К. - 16 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

16
предельного значения
(F < f
0
N), происходит лишь незначительная деформация зацеплений и,
соответственно, исчезающее малое смещение соприкасающихся поверхностей. Увеличение
внешней силы F влечет за собой разрушение зацеплений, и при F > F
0
=
f
0
N начинается
скольжение.
Из сказанного следует, что для уменьшения трения необходимо делать
соприкасающиеся поверхности тел возможно более гладкими. Однако, как показывает опыт,
целесообразно уменьшать шероховатость этих поверхностей лишь до определенного предела.
Дальнейшее уменьшение шероховатости приводит не к уменьшению, а к возрастанию сил
трения. Это связано с тем, что между частицами с гладкими поверхностями, вплотную
прилегающими друг к другу, действуют значительные силы
межмолекулярного притяжения.
Поэтому «эффективная» сила нормального давления может значительно превосходить силу
нормального давления N, обусловленную внешними нагрузками. Для учета указанного явления
Б. В. Дерягиным был предложен двучленный закон трения скольжения:
F
ск
= f ( N + р
0
S
0
), (3.13)
где
р
0
S
0
= N
0
– дополнительная нормальная сила, являющаяся результирующей сил
межмолекулярного притяжения в области непосредственного контакта поверхностей трущихся
тел,
р
0
– давление, обусловленное силами межмолекулярного притяжения, S
0
- площадь
действительного контакта, f
– истинный коэффициент трения скольжения.
Необходимо отметить, что
S
0
всегда во много раз меньше площади кажущегося
контакта
S. Для шероховатых поверхностей S
0
мало и
f ≈ f
', так что двучленный закон трения
совпадает с законом Амонтона – Кулона.
К трению движения относится и трение при
качении. При качении (например, цилиндра по плоскости)
точки контакта соприкасаются лишь на мгновение, и одно
из тел
вращается вокруг мгновенной оси, проходящей
через точки контакта. При качении по плоской
поверхности круглого цилиндра или шара возникают
деформации. Поэтому точка А приложения силы реакции
R
поверхности несколько смещается вперед, а линия
действия силы отклоняется от вертикали назад (рис. 3.5).
Нормальная составляющая
NR
n
, а касательная
составляющая
R
и является силой трения качения:
RF
кач
.
При равномерном качении сила
кач
F
компенсируется силой тяги
F
, а реакция
R
направлена вдоль прямой АО, так что ее момент сил относительно оси симметрии О
катящегося тела равен нулю. Если
r – радиус катящегося тела, а f
к
– величина смещения точки
А приложения реакции
R
, то из условия равенства нулю момента силы
R
относительно оси О
следует, что
кккач
NffRrF
n
.
Поэтому для силы трения качения справедлив закон Кулона:
r
N
fF
ккач
. (3.14)
Величину
f
к
называют коэффициентом трения качения.
Рис. 3.5

Страницы