Причини виникнення сил тертя спокою, ковзання, кочення і тертя в текучих субстанціях

Тертя відіграє величезну роль у техніці та природі. Завдяки його дії рухаються пішоходи і автомобілі, а предмети, що знаходяться на похилих поверхнях, не зісковзують з них. У цій статті розглянемо фізичні причини виникнення сил тертя.

Причини появи сили тертя спокою

У фізиці розглядають декілька видів сил тертя. Почнемо з обговорення тертя спокою. Воно являє собою контактна взаємодія між двома твердими поверхнями, що перешкоджає будь-якому їх відносного зсуву. Наприклад, щоб зрушити шафа або коробок з місця, необхідно подолати цю силу.

Причинами виникнення сили тертя спокою є шорсткості контактуючих поверхонь і слабкі електрохімічні взаємодії між атомами і молекулами, що утворюють аналізовані тіла.

Будь-яка тверда поверхня, наскільки гладкою вона не була, має мікроскопічні піки і западини неправильної форми. Коли одне тіло покоїться на поверхні іншого, то деякі піки першого тіла потрапляють у западини другого, і навпаки. Виникає більш або менш ефективне механічне зчеплення поверхонь. Очевидно: щоб зрушити розглянуті об’єкти, необхідно буде подолати це зчеплення.

Крім механічної причини, внесок в тертя спокою вносить також електрохімічне взаємодія атомів і молекул різних тел. Це взаємодія може носити дипольний або іонний (кулоновский) характер.

Зазначимо, що викладені причини і механізм появи тертя спокою пояснюють, чому відповідна сила від площі дотику тіл не залежить. Коли ця площа велика, то деформація піків і западин незначна, що зменшує ефективність одного мікроскопічного контакту. Однак таких контактів багато. Якщо тіло перевернути так, щоб площа зіткнення стала менше, то деформація пари пік-западина стає більше, підвищується ефективність контакту, однак самих контактів стає менше.