Что такое трение скольжения?

Трение - это сила, которая сопротивляется движению одной поверхности над другой. Когда одна поверхность движется относительно другой, трение является «кинетическим» - трение скольжения. Наоборот, если поверхности не движутся - или находятся в покое - относительно друг друга, трение является статическим. Для статического трения, если общая приложенная сила на объекте равна «F», а сила сопротивления от трения равна «f», то существует некоторый коэффициент, μ _s , такой, что f = μ _s × F. Если F становится больше, чем f, статическое трение сменяется трением скольжения, и математическое выражение становится f = μ _k × F, где μ _k - коэффициент кинетического или скользящего трения.

Обратите внимание, что уравнения для трения не содержат терминов, легко идентифицируемых с причинами трения. Это из-за большой разницы в явлениях, которые увеличивают трение. К ним относятся поверхностные взаимодействия, возникающие в результате «адгезии», «вспашки» и «деформации неровностей». Адгезия относится к компоненту трения скольжения, возникающему в результате электростатического притяжения атомов. Силы адгезионного характера между двумя поверхностями могут быть слабыми - как в случае покрытых тефлоном® или покрытых маслом поверхностей - или довольно прочными, по существу бесконечными - в случае сильных клеев.

Две в основном неповрежденные поверхности имеют недостатки - шероховатость или резкость поверхности - называемые неровностями. Они могут по крайней мере ненадолго заблокироваться. Есть два механизма, которые все еще позволяют таким поверхностям перемещаться относительно друг друга, испытывая трение скольжения, не останавливаясь. Одним из них является пластическая деформация, при которой препятствие временно отодвигается. Другой - вспашка, когда один элемент поверхности отталкивает несовершенство другой поверхности, так же как плуг фермера выкапывает грязь под лезвием, позволяя двигаться.

Как только две покоящиеся поверхности преодолевают силу статического трения, они вступают в трение скольжения. Это остается в силе, пока поверхности соприкасаются, а сила остается достаточно большой, чтобы продолжать действие. Для большинства реальных применений сила статического трения непосредственно перед началом движения больше, чем сила, возникающая при трении скольжения. Однако было обнаружено, что если поверхностные дефекты тщательно минимизируются, то уровень силы, который должен быть достигнут, чтобы инициировать трение скольжения, примерно такой же, как и для его поддержания.

Существуют и другие силы, которые в некоторых смыслах можно рассматривать как напоминающие трение скольжения. Например, магнитное поле способно создавать то, что можно считать своего рода «трением» в динамо. В результате получается небольшой компонент магнитного торможения. Это обычно классифицируется как «магнитное демпфирование», а не как трение скольжения.