Как пишется формула силы трения?

Трение — следствие многих причин, но основными из них являются две. Во-первых, поверхности тел всегда не­ровны, и зазубрины одной поверхности цепляются за ше­роховатости другой. Это так называемое геометрическое трение. (Даже самые гладкие на глаз поверхности ока­зываются под микроскопом шероховатыми, с впадинами и выступами.) Во-вторых, трущиеся тела очень близко со­прикасаются друг с другом, и на их движении сказывает­ся взаимодействие молекул (молекулярное трение). По­этому формулу для силы трения можно написать так: F = a N + b S .

В этой формуле a и b — постоянные коэффициенты, N — сила нормального давления, a S — площадь контак­та трущихся тел. Так как площадь контакта не очень мала, деформации соприкасающихся тел ничтожны.

Приведенная формула сложна, и поэтому инженеры в своих расчетах пользуются более простой формулой: F = kN . Она читается так: сила трения пропорциональна силе нормального давления. Коэффициент пропорциональ­ности k называется коэффициентом трения.

Формулу F = kN можно вывести следующим образом. Пусть есть пластическое тело, т. е. такое, которое рас­текается под действием собственного веса, как, например, вар. Для такого тела площадь контакта прямо пропорцио­нальна силе нормального давления: S = g N . Поэтому для пластических тел первоначально написанную формулу силы трения можно переписать так: F = a N + b S = a N + b g N a + b g )= kN . Следовательно, формула F=kN справедлива для пластических тел. Но ее обычно применяют для любых тел, так как степень отражения ею реальной действительности весьма высокая.

Закон F = kN становится неверным тогда, когда сила нормального давления или скорость движения велики. В этом случае выделяется слишком много тепла, что ска­зывается на трении.