Сила трения покоя
Сила трения покоя возникает в месте соприкосновения тел и препятствует их взаимному скольжению. Она подстраивается под внешнюю силу: пока её величины достаточно, тело остаётся неподвижным относительно поверхности.
Сила трения покоя появляется, когда внешняя сила пытается сдвинуть тело, например при толкании ящика. Для неподвижного тела выполняется условие равновесия тела: силы уравновешивают друг друга. Поэтому сила трения покоя обычно не равна своему наибольшему возможному значению.
Формула и предел
Величина силы трения покоя равна внешней силе, направленной вдоль поверхности, если скольжение ещё не началось. При этом она не может превышать предельную силу трения покоя.
Здесь \(\mu\) — коэффициент трения между соприкасающимися поверхностями, а \(N\) — сила нормальной реакции опоры. При достижении предела тело находится на грани скольжения. После начала движения рассматривают уже силу трения скольжения.
Ящик тянут горизонтально силой \(30\ Н\), но он не движется. Значит, сила трения покоя равна \(30\ Н\) и направлена противоположно тяге. Если предельная сила трения равна \(50\ Н\), запас до начала скольжения составляет \(20\ Н\).
Сила трения покоя не всегда равна \(\mu N\). Выражение \(\mu N\) задаёт только её максимальное значение. Например, при малой тяге сила трения покоя может быть значительно меньше предельной.
К бруску приложили горизонтальную силу \(12\ Н\), но брусок остался неподвижным. Чему равна сила трения покоя?
Главное
- Сила трения покоя препятствует началу скольжения и направлена противоположно возможному движению.
- Она принимает нужное значение от нуля до предельной величины: \(0 \le F_{\text{тр.п}} \le \mu N\).
- Равенство \(F_{\text{тр.п}}=\mu N\) выполняется только на грани начала скольжения.