Явление заноса

Пусть некоторое тело покоится на наклонной плоскости с углом наклона . В этом случае . Если заставить тело скользить поперек наклонной плоскости, оно начнет соскальзывать вниз, так как в этом случае исчезнет сила трения покоя, а сила трения скольжения в начальный момент будет направлена против скорости. Исчезновение силы трения покоя в направлении, перпендикулярном скорости, называется явлением заноса. Оно проявляется при резком торможении автомобиля, когда исчезает сила трения покоя в попе-речном направлении и автомобиль “заносит”.

1) Трение качения

Если тело цилиндрической или сферической формы без скольжения катится по твердой поверхности, то появляется другой тип силы трения – трение качения. Причина ее возникно-вения связана с пластической деформацией поверхности и соответствующим наклоном силы

, действующей на тело. Ее можно разложить на горизонтальную составляющую и вертикальную составляющую (рис. 1). Из опытных данных следует закон

,

где - коэффициент трения качения, - радиус тела. Для одинаковых материалов , то есть .

Это свойство используется в подшипниках для уменьшения трения во вращающихся деталях машин.

2. Вязкое (внутреннее) трение.

Этот вид трения обусловлен взаимодействием молекул жидкости или газа при движении в них тела. При малых скоростях движения из опыта следует закон

.

Коэффициент вязкого трения зависит от свойств тела и той среды, в которой оно движется. При больших скоростях зависимость от скорости становится квадратичной

.

Что понимается в этих законах под малыми и большими скоростями мы обсудим в дальней-шем при рассмотрении явлений гидродинамики.

В качестве примера движения тела при наличии вязкого трения рассмотрим задачу о движении тела в вязкой среде под действием постоянной силы . Второй закон Ньютона в проекции на направление действия силы имеет вид:

.

Очевидно, сила может ускорять тело лишь до пре-дельной скорости . Разделяя переменные и проводя интегрирование, получаем зависимость скорости тела от времени

,

где - начальная скорость тела, - характерное время достижения скорости .