(Физика), От чего зависит сила трения!?

Сила трения зависит от силы давления тел друг на друга, от материалов трущихся поверхностей, от скорости относительного движения и не зависит от площади соприкосновения. Это можно объясняется тем, что никакое тело не является абсолютно ровным. Поэтому истинная площадь соприкосновения гораздо меньше наблюдаемой. Кроме того, увеличивая площадь, мы уменьшаем удельное давление тел друг на друга.

«Спор, который длился 100 лет»

Шел 1500-й год. Великий итальянский художник, скульптор и ученый Леонардо да Винчи проводил странные опыты, чем удивлял своих учеников: он таскал по полу то плотно свитую веревку, то ту же веревку во всю длину. Его интересовал ответ на вопрос: зависит ли сила трения скольжения от величины площади соприкасающихся в движении тел?

Механики того времени были глубоко убеждены, что чем больше площадь касания, тем больше сила трения. Они рассуждали примерно так: чем больше таких точек, тем больше сила трения. Совершенно очевидно, что на большей поверхности будет больше таких точек касания, поэтому сила трения должна зависеть от площади трущихся тел.

Леонардо да Винчи усомнился и стал проводить опыты. И получил потрясающий вывод: сила трения скольжения не зависит от площади соприкасающихся тел. Попутно Леонардо да Винчи исследовал зависимость силы трения от материала, из которого изготовлены тела, от величины нагрузки на эти тела, от скорости скольжения и от степени гладкости или шероховатости их поверхностей. Он получил следующие результаты:

1) от площади не зависит;
2) от материала не зависит;
3) от величины нагрузки зависит (пропорциональна ей);
4) от скорости скольжения не зависит;
5) зависит от шероховатости поверхностей.

1699-й год. Французский ученый Амонтон в результате своих опытов так ответил на те же пять вопросов: на первые три — так же, как Леонардо да Винчи, на четверый — зависит, на пятый — не зависит. Получалось, что и Амонтон подтвердил столь неожиданный вывод Леонардо да Винчи о независимости силы трения от площади соприкасающихся тел. Но в то же время он не согласился с Леонардо да Винчи в том, что сила трения не зависит от скорости скольжения; он считал, что сила трения скольжения зависит от скорости, а с тем, что сила трения зависит от шероховатостей поверхностей, не соглашался.

В течение XVIII и XIX вв. насчитывалось до 30 исследований на эту тему. Их авторы соглашались только в одном: сила трения пропорциональна силе нормального давления, действующей на соприкасающиеся тела. А по остальным вопросам согласия не было. Продолжал вызывать недоумение даже у самых видных ученых экспериментальный факт: сила трения не зависит от площади трущихся тел.

1748-й год. Действительный член Российской Академии наук Леонард Эйлер опубликовал свои ответы на пять вопросов о трении. На первые три — такие же, как и у Леонардо да Винчи и у Амонтона, но в четвертом он согласился с Амонтоном, а в пятом — с Леонардо да Винчи.

1779-й год. В связи с внедрением машин и механизмов в производство назрела острая необходимость в более глубоком изучении законов трения. Выдающийся французский физик Кулон занялся решением задачи о трении и посвятил этому два года. Он ставил опыты на судостроительной верфи в одном из портов Франции. Там он нашел те практические производственные условия, в которых сила трения играла очень важную роль. Кулон на все вопросы ответил - да. Общая сила трения в какой-то малой степени все же зависит от размеров поверхности трущихся тел, прямо пропорциональна силе нормального давления, зависит от материала соприкасающихся тел, зависит и от скорости скольжения, и от степени гладкости трущихся поверхностей. В дальнейшем ученых стал интересовать вопрос влияния смазки и были выделены виды трения: жидкостное, чистое, сухое и граничное.