Перед вами одна и та же тележка.
В первом случае она без колёсиков. Во втором случае с колёсиками.
Если потянуть тележку без колёсиков, на неё действует сила трения, направленная в противоположную сторону от направления движения. В этом случае мы наблюдаем трение скольжения.
Если потянуть тележку с колёсиками, на неё всё также действует сила трения, направленная в противоположную сторону от направления движения. В этом случае мы наблюдаем трение качения.
Сила трения качения в десятки, а порой и в сотни раз меньше силы трения скольжения.
Трение качения возникает из-за неровности поверхностей.
Когда круглое тело катится по поверхности, оно создаёт неровности, похожие на лунки. На мягких поверхностях они больше и видны невооружённым глазом. На твёрдых поверхностях они обычно не заметны.
Чем лунки больше, тем сложнее из них выбираться, соответственно трение больше, и наоборот, чем лунки меньше, тем меньше трение.
Ещё до того, как тело продавливает поверхность, на ней уже присутствуют неровности. Они могут быть микроскопическими, но тоже играют роль в замедлении тела.
Само круглое тело тоже постоянно деформируется при контакте с поверхностью. То есть на нём самом возникают неровности. Это также способствует замедлению.
Так как трение качения в десятки и сотни раз меньше трения скольжения, его используют там, где трение нужно свети к минимуму, например в различных механизмах. Для этого применяют шариковые и роликовые подшипники.
Они состоят из 3-х основных элементов: неподвижного внешнего кольца, которое крепится к неподвижной части какого-нибудь механизма; шариков или роликов; и внутреннего кольца, которое крепится к валу, то есть к подвижной части какого-нибудь механизма.
При вращении, вал с внутренним кольцом катится на шариках или роликах. Таким образом, уменьшается трение между валом и неподвижной частью механизма.
Теперь перейдём к трению, которое возникает при движении тела в жидкостях и газах.
Оно называется жидкое или вязкое трение.
Перед вами лодка на поверхности воды.
Если её толкнуть, то она быстро остановится, потому что вода препятствует её движению. Чтобы поддерживать равномерное движение, нужно приложить постоянную силу. Так как лодка двигается равномерно, значит, в противоположную сторону приложена сила вязкого или жидкого трения. Также эту силу называют силой сопротивления. Так её и обозначим – Fсопр.
Теперь перед вами парашютист.
Если бы не воздух, то он падал бы с ускорением свободного падения. Но парашютист опускается равномерно и прямолинейно. Это значит, что сила тяжести скомпенсирована другой силой, направленной вверх. Она называется сила сопротивления воздуха. Обозначается она также – F сопр.
Силы сопротивления жидкостей и газов обладают следующими особенностями:
- Во-первых, они гораздо меньше сил трения скольжения.
- Во-вторых, у них нет трения покоя. В жидкостях и газах тела сразу начинают движение, когда к ним прикладывают даже небольшую силу.
- В-третьих, силы сопротивления увеличиваются с ростом скорости. Чем больше скорость, тем больше сопротивление.
- В четвёртых, сила сопротивления увеличивается с ростом размеров тела. Чем больше площадь поверхности, на которую действует сопротивление жидкости или газа, тем больше сила сопротивления.