Тертям кочення називається опір, що виникає при коченні одного тіла по поверхні іншого.
Розглянемо круглий циліндр радіуса R і ваги P, що лежить на горизонтальній і шорсткою поверхні. Докладемо до осі циліндра горизонтальну силу T, що не достатню для початку ковзання циліндра по поверхні (). Реакція від взаємодії циліндра з поверхнею повинна бути додана в точці їх дотику А; її складові - сила нормального тиску і сила тертя (див. рис. 9.4).
При такій силовій схемі циліндр повинен котиться за будь-якої, як завгодно малої, силі Т, що суперечить нашим досвідом. Зазначене протиріччя виникло внаслідок використання моделей у вигляді абсолютно твердих тіл, що стикаються між собою в одній точці. Фактично через деформацію зіткнення відбувається уздовж деякої майданчики, зміщеною в бік кочення.
Врахуємо ця обставина, перенісши в ту ж сторону на деяку відстань k точку прикладання реакції поверхні (точка В на рис. 9.5.а).
Проведені експерименти показують, що з ростом величини сили Т величина k зростає до деякого граничного значення, званого коефіцієнтом тертя кочення. після чого кочення починається. Нижче наведені значення цього коефіцієнта (в сантиметрах) для деяких матеріалів:
Дерево по дереву 0,05 - 0,08
Сталь м'яка по стали
(Колесо по рейці) 0,005
Сталь загартована по стали
(Кульковий підшипник) 0,001
Іноді зручно здійснити облік тертя кочення додаванням моменту пари сил, званого моментом тертя кочення і рівним, відповідно
Очевидно, що силові схеми, зображені на малюнках 9.5.а і 9.5.б еквівалентні.
Порівняння силових схем малюнків 9.4 і 9.5.б показує, що облік додаткового фактора (деформація взаємодіючих при коченні поверхонь) здійснено нами додаванням моменту тертя кочення до використовуваної раніше моделі взаємодії абсолютно твердих тіл.
Приклад 9.3. На горизонтальній площині лежить каток радіуса R = 5 cм і ваги Р. Коефіцієнт тертя ковзання катка про площину = 0.2. коефіцієнт тертя кочення к = 0.005 cм. Визначити найменшу горизонтальну силу Т, перпендикулярну осі ковзанки, при якій каток починає рух.
На малюнку зображений каток і схема діючих на нього сил. Запишемо рівняння рівноваги:
Доповнивши систему виразом для граничного моменту тертя кочення,
Доповнивши систему виразом для граничної сили тертя,
Висновок: При значеннях каток спочиває,
При значеннях каток котиться без ковзання,
При значеннях каток котиться з ковзанням.
Так як . кочення починається при істотно меншій горизонтальної силі. Саме ця обставина обумовлює заміну підшипників ковзання на підшипники кочення в ситуаціях, коли така заміна технічно здійсненна.