Сила тертя

Це явище виникнення дотичних сил, що перешкоджають переміщенню частин рідини або газу один по відношенню до одного. Мастило між двома твердими тілами замінює сухе тертя ковзання тертям ковзання шарів рідини або газу по відношенню один до одного. Швидкість частинок середовища плавно змінюється від швидкості одного тіла до швидкості іншого тіла.

Величина сили в'язкого тертя пропорційна швидкості відносного руху V тел, пропорційна площі S і обернено пропорційна відстані між площинами h:
F = - VS / h

Коефіцієнт пропорційності, що залежить від сорту рідини або газу, називають коефіцієнтом динамічної в'язкості. Найважливіше в характері сил в'язкого тертя то, що при наявності будь-яку як завгодно малої сили тіла прийдуть в рух, тобто не існує тертя спокою.

Якщо рух тіло повністю занурене в в'язку середу і відстані від тіла до кордонів середовища багато більше розмірів самого тіла, то в цьому випадку говорять про терті або опір середовища. При цьому ділянки середовища (рідини або газу), що безпосередньо прилягають до рухомого тіла, рухаються з такою ж швидкістю, як і саме тіло, а в міру віддалення від тіла швидкість відповідних ділянок середовища зменшується, звертаючись в нуль на нескінченності. Сила опору середовища залежить від її в'язкості, від форми тіла, від швидкості руху тіла відносно середовища. Наприклад, при повільному русі кульки у в'язкій рідині силу тертя можна знайти, використовуючи формулу Стокса:

Пропорційність сили тертя швидкості руху тіла в середовищі виконується тільки при малих швидкостях руху. Критерієм малості служить безрозмірне число Рейнольдса:

Тут - щільність середовища, а R- характерний розмір тіла. Для кулі таким розміром є його радіус. Для тіла певної форми існує максимальне (критичне) число Рейнольдса, при якому тертя залишається в'язким, наприклад, для кулі це число 100. При великих швидкостях руху характер сили тертя змінюється величина сили тертя перестає бути пропорційною швидкості руху тіла.

Схожі статті