Физическая величина, характеризующая трущиеся поверхности, называется коэффициентом трения скольжения. Величина обозначается буквой μ. Коэффициент трения определяют опытным путём.
Коэффициент зависит от свойств материала. Чем больше шероховатость поверхности, тем больше значение коэффициента и, соответственно, больше сила трения. Коэффициент трения смазанных поверхностей будет меньше, чем у несмазанных для одной и той же пары материалов. Также коэффициент трения зависит от скорости. Однако эта зависимость минимальна и ей пренебрегают, если не требуется точность измерения. Поэтому коэффициент трения считается постоянным.
Расчет коэффициента трения скольжения
С достаточно большой точностью силу трения скольжения рассчитывают как предельную силу трения покоя по формуле:
$F_{тр} = mu cdot N$.
Тогда формула коэффициента трения скольжения:
$mu ={{F_{тр}} over {N}}$
Значение N рассчитывается как произведение массы тела на ускорение свободного падения и на косинус угла к поверхности приложения:
$N = m cdot g cdot cos alpha$
Для большинства пар материалов коэффициент рассчитан опытным путём. Значения находятся в пределах 0,1…0,5. Некоторые значения представлены в таблице.
|
Трущиеся материалы |
Коэффициенты трения |
|
|
Покоя |
При движении |
|
|
Алюминий по алюминию |
0,94 |
|
|
Бронза по бронзе |
0,20 |
|
|
Бронза по чугуну |
0,21 |
|
|
Дерево по дереву |
0,65 |
0,33 |
|
Дерево по камню |
0,46-0,60 |
|
|
Дуб по дубу (вдоль волокон) |
0,62 |
0,48 |
|
Дуб по дубу (перпендикулярно волокнам) |
0,54 |
0,34 |
|
Железо по бронзе |
0,19 |
0,18 |
|
Железо по железу |
0,15 |
0,14 |
|
Железо по чугуну |
0,19 |
0,18 |
|
Каучук по дереву |
0,80 |
0,55 |
|
Каучук по металлу |
0,80 |
0,55 |
|
Кирпич по кирпичу (гладко отшлифованные) |
0,5-0,7 |
|
|
Лёд по льду |
0,028 |
|
|
Медь по чугуну |
0,27 |
|
|
Металл по дереву |
0,60 |
0,40 |
|
Металл по камню |
0,42-0,50 |
|
|
Металл по металлу |
0,18-0,20 |
|
|
Олово по свинцу |
2,25 |
|
|
Полозья деревянные по льду |
0,035 |
|
|
Обитые железом полозья по льду |
0,02 |
|
|
Резина (шина) по твёрдому грунту |
0,40-0,60 |
|
|
Резина (шина) по чугуну |
0,83 |
0,8 |
|
Сталь (коньки) по льду |
0,02-0,03 |
0,015 |
|
Сталь по железу |
0,19 |
|
|
Сталь по стали |
0,15-0,25 |
0,09 при 3 м/с, 0,03 при 27 м/с |
|
Чугун по дубу |
0,65 |
0,30-0,50 |
|
Чугун по стали |
0,33 |
0,13 |
|
Чугун по чугуну |
0,15 |
|
Коэффициент трения – переменная величина. Поэтому значение коэффициента трения скольжения, приведённые в таблице, являются истинными только при соблюдении определённых условий, в которых были получены.
Что мы узнали?
Коэффициент трения скольжения – физическая величина, характеризующая трущиеся поверхности. Как найти: $mu = {{F_{тр}} over {N}}$. На практике коэффициент рассчитывается исходя из свойств материала эмпирическим путём.
