ТРЕНИЕ, особый вид взаимодействия тел, возникающий на поверхностях их соприкосновения при относительном движении и проявляющийся в виде т. н. сил трения. Последние всегда направлены против направления перемещения тела, и т. о. на преодоление сил Т. затрачивается механич. энергия.
По характеру взаимодействующих тел различают сухое Т., т. е. Т. между твёрдыми телами, и жидкое Т., т. е. Т. между твёрдым телом и жидкостью. Последнее имеет место при движении твёрдого тела в жидкости. Основным различием между сухим и жидким Т. является то, что силы жидкого Т. с уменьшением относительной скорости движения твёрдого тела и жидкости уменьшаются и при скорости, равной нолю, исчезают. При сухом Т. это не имеет места. При любом уменьшении скорости относительного движения силы сухого Т. не уменьшаются до ноля, а, наоборот, сохраняют свою величину и даже несколько возрастают.
Сухое Т. Различают следующие три вида сухого Т. а) Т. покоя, б) Т. скольжения, в) Т. качения. Под трением покоя подразумевают явления, имеющие место при скоростях сколь угодно мало отличных от ноля или просто равных нолю. Для сил Т. покоя имеет место закон Кулона: F = /P, (1) где F — сила Т. покоя, f — коэффициент Т. покоя, Р — сила давления на трущиеся поверхности. — Трение скольжения возникает при скольжении поверхности одного твёрдого тела по поверхности другого твёрдого тела.
В этом случае сила Т. зависит от скорости скольжения (на рис. приведена графическая зависимость силы Т. скольжения от скорости). При приближении скорости к нолю силы Т. скольжения не убывают до ноля, а остаются конечными и при перемене знака скорости сила Т. скачком меняет своё значение от f — FQ до + Fo . В значительх J Г ном числе случаев и при +]г скольжении оказывается справедливым закон Ку______ — г лона, причём зависиI 9 мость сил Т. от скорости •rt — оказывается настолько I / небольшой, что можно считать силы Т. не зависящими от скорости скольжения. Кроме того, как и в случае Т. покоя, сила Т. оказывается не зависящей от величины трущихся поверхностей. — Трение качения имеет место, когда какое-либо твёрдое тело катится по другому твёрдому телу. Т. качения значительно меньше Т. скольжения, поэтому там, где хотят уменьшить силы Т., стремятся заменить скольжение качением. На этом основано устройство ролико — и шарикоподшипников. Для силы трения качения F служит формула: (£ + £).
(2)
где /' — коэффициент трения качения, Р — сила давления, прижимающая катящееся тело к поверхности другого тела, Rj_ и R2 — радиусы кривизны обоих тел. При качении по плоскости В2=о°- Коэффициенты Т. / и /' очень сильно зависят от характера вещества и состояния поверхности.Жидкое Т. При жидком Т. сил Т. покоя не существует. При уменьшении скорости движущегося в жидкости тела до ноля силы Т. также обращаются в ноль. Силы жидкого Т. весьма сильно зависят от скорости движения.
При малых скоростях закон сил Т. может быть записан в виде: F^-k^, (ЗУ где F — сила трения, fci — коэффициент Т., зависящий от формы и размеров тела, v — скорость относительного движения. Такое Т., когда имеет место закон (3), называется вязким трением, т. к., кроме скорости, силы Т. определяются лишь вязкостью жидкости.
К движениям, определяемым законом (3), можно отнести оседание туманов, пыли, мути, взвешенной в воде, и т. д. При этом для случая шаровых частиц к± = бтс^а, (4) где [л — коэффициент вязкости жидкости (газа), а — радиус частицы (капли, пылинки). Для случая больших скоростей имеет место закон (5) где F — сила трения, к2 — коэффициент, зависящий от формы и размеров тела, v — скорость относительного движения; знак перед к2 нужно выбирать противоположный знаку я.
Силы Т., подчиняющиеся закону (5), называются силами гидравлического Т. Последнее возникает при падении крупных тел в воздухе, полёте снарядов, бомбометании, прыжках с парашютом, движении метеоров и т. д.
Силы Т. играют громадную роль в технике и природе. Лишь благодаря их наличию становится возможным целый ряд движений, которые при их отсутствии не могли бы осуществиться; напр., при движении паровоза и других самоходных экипажей движущий механизм стремится повернуть колёса вокруг оси.
Если бы не существовало сил Т. колёс о рельсы, то колёса вращались бы вокруг осей, но паровоз не сдвинулся бы с места (буксование). Только при наличии сил Т. между колёсами и рельсами возникает сила, действующая на обод колеса в сторону возможного движения паровоза, и последний приобретает поступательное движение. Кроме этого, при отсутствии сил Т. невозможно было бы равновесие тел, располагающихся не на горизонтальных поверхностях. Не менее важно полезное действие сил Т. при торможении, передаче движения при помощи ремней в трансмиссиях. Однако в большом числе случаев силы Т. играют вредную роль, оказывая сопротивление движению. В этом случае стремятся уменьшить их за счёт смазки, замены скольжения качением, устройства удобообтекаемых тел при движении в жидкостях и газах и т. д. Силы Т. играют весьма большую роль и в космических явлениях. Хотя междузвёздное пространство, повидимому, может считаться средой, не обладающей вязкостью, однако при взаимодействии небесных тел на их поверхностях возникают приливные движения. Благодаря приливным движениям происходит поглощение энергии вращения небесных тел, обусловленное силами Т., сопровождающими приливные движения. Это обстоятельство приводит к тому, что периоды вращения небесных тел изменяются. В частности, весьма сильное при-
