Ще в шкільні роки, в сьомому чи восьмому класі, кожна людина знайомиться з новим поняттям динамічної фізики, - тертям. Проте багато хто, подорослішавши, забувають, що таке тертя і яким діє ця сила. Давайте спробуємо розібратися в цій темі.

Визначення поняття

Тертя - це явище, яке укладає у собі наступний сенс: коли два тіла стикаються один з одним, на місці їх контакту утворюється особлива взаємодія, що перешкоджає продовжувати рух тіл відносно один одного. Ясно, що можна підрахувати значення взаємодії цих тел. Сила тертя як раз таки і характеризує дане взаємодія кількісно. Якщо тертя відбувається між твердими тілами (наприклад, взаємодія книги з книжковою полицею або яблука зі столом), то така взаємодія називається сухим тертям.


Слід розуміти, що тертя - це сила, що має електромагнітну природу. Це означає, що причиною виникнення даної сили є взаємодія між частками, з яких складається те чи інше тіло.

Яким буває тертя?

Завдяки різноманітності існуючих у нашому світі предметів можна визначити, що кожен з них має свою структуру і володіє індивідуальними властивостями. Це означає, що і взаємодія між різними предметами буде відрізнятися. Для правильного розуміння суті і грамотного вирішення багатьох завдань у фізиці прийнято умовно розділяти три види тертя. Отже, розберемо кожний окремо:

Перше тертя - це тертя спокою, яке виникає при відсутності відносного переміщення двох тел. Ми можемо спостерігати його приклади всюди, адже сила, яка при цьому виникає тертя, утримує предмети в рівновазі. Наприклад, товари на рухомій стрічці транспортера, вбитий у стіну цвях або людина, що стоїть на підлозі.

Тертя ковзання - це умовно друге тертя. Значення ковзання визначається таким чином: коли до тіла, що знаходиться в рівновазі, прикладають силу, яка більше, ніж сила тертя спокою, починає діяти сила тертя ковзання, і тіло зрушується з місця.

І нарешті, тертя кочення , пояснює взаємодію двох тіл, одне з яких перекочується по поверхні іншого. Різниця в терті кочення і ковзання пояснюється тим, що при будь-якому русі площі тіла зміщуються по довжині поверхні дотику, і замість розірваних міжмолекулярних зв'язків утворюються нові. А в разі коли колесо котиться без проковзування, молекулярні зв'язки при підйомі ділянок колеса розриваються набагато швидше, ніж при ковзанні. Виходить, що сила тертя кочення менше сили ковзання.

Де і як можна використовувати тертя?

Тертя - це незамінний явище, без якого ми б не змогли робити елементарні речі: ходити, сидіти або ж просто тримати предмети в руках. Тому не варто недооцінювати значення тертя. Як казав французький фізик Гильом: "якби Не було тертя, наша Земля була б без єдиної шорсткості, вона була б подібна до рідкої краплі". Мабуть, найкращий приклад, який найбільш точно характеризує тертя, - це робота колеса. Ще в давнину було помічено, що сили тертя кочення набагато менше сил тертя ковзання. Саме незаперечна користь тертя кочення послужила причиною того, що люди стали підкладати колоди або катки для переміщення важких і габаритних вантажів. З плином часу люди удосконалювали знання про дивовижні властивості тертя кочення, спостерігали за рухом предметів під впливом сил тертя і, нарешті, винайшли колесо! У сучасному світі неможливо уявити життя без цих незамінних деталей, адже колеса - це другі "двигуни" будь-якого транспорту!

Як обчислити значення сили тертя?

Як і будь-яка інша сила, сила тертя має цілочисельними значеннями. Для того щоб точно визначити, скільки сили потрібно для переміщення або інших видів робіт, необхідно підрахувати силу тертя спокою. Цим зазвичай займаються інженери, коли, наприклад, будують заводи або ж винаходять нові пристрої. Однак навіть звичайні школярі стикаються з певними завданнями, де потрібно обчислити силу тертя. Отже, щоб підрахувати його значення, потрібно просто скористатися нескладною формулою: F тертя = K * N, де k - це коефіцієнт тертя. Значення всіх коефіцієнтів залежить завжди від поверхні предмета, яким рухається або з якими взаємодіє тіло. "N" у нашій формулі означає силу реакції опори на тіло. Вона залежить в першу чергу від маси тіла, що стикається з поверхнею опори.

Обчислюємо значення сили в задачі

Припустимо, тіло масою m = 3 кг знаходиться на горизонтальній дошці. Коефіцієнт тертя між дерев'яною дошкою і тілом дорівнює 03. Як же знайти значення сили тертя? Дуже просто, всього-то треба підставити наші значення у формулу. Тільки треба врахувати, що N в цьому випадку дорівнює вазі тіла (з 3-го закону Ньютона). Отже, шукана сила дорівнює (m * g) * k = (3 кг * 10 м/с 2 ) * 03 = 9 H.