Предельная сила трения покоя
Предельная сила трения покоя — это наибольшее значение силы трения, которое может возникнуть между соприкасающимися поверхностями до начала скольжения тела. Пока приложенная сила не превышает этот предел, тело может оставаться в покое.
Формула
Предельное значение находят через коэффициент трения \(\mu\) и силу нормальной реакции опоры \(N\):
На горизонтальной поверхности, если на тело не действуют другие вертикальные силы, \(N=mg\), поэтому \(F_{\text{тр.пред}}=\mu mg\). Фактическая сила трения покоя может быть меньше предельной: она подстраивается под внешнюю силу и обычно равна ей по модулю до момента срыва.
Ящик массой \(10\ \text{кг}\) стоит на горизонтальном полу. Коэффициент трения покоя равен \(0{,}4\), \(g\approx10\ \text{м/с}^2\). Тогда \(N=mg=100\ \text{Н}\), а \(F_{\text{тр.пред}}=0{,}4\cdot100=40\ \text{Н}\). Если тянуть ящик с силой \(25\ \text{Н}\), сила трения покоя равна \(25\ \text{Н}\), и ящик не движется. При силе, большей \(40\ \text{Н}\), начнётся скольжение.
Предельная сила трения покоя — не то же самое, что любая сила трения покоя. Равенство \(F_{\text{тр}}=\mu N\) относится именно к максимальному значению перед началом скольжения. Если тело уже скользит, используют силу трения при движении, которая может иметь другой коэффициент.
На горизонтальную поверхность действует сила \(N=50\ \text{Н}\), а \(\mu=0{,}2\). Чему равна предельная сила трения покоя?
Главное
- Предельная сила трения покоя — максимум трения перед началом скольжения.
- \(F_{\text{тр.пред}}=\mu N\); на горизонтальной поверхности без дополнительных вертикальных сил \(N=mg\).
- До достижения предела сила трения покоя может быть меньше \(\mu N\) и равна внешней силе по модулю.