(Изображение предоставлено: Getty Images)
Трение – это сопротивление движению одного тела относительно другого. Согласно журналу International Journal of Parallel, Emergent and Distributed Systems, оно не рассматривается как фундаментальная сила, такая как гравитация или электромагнетизм. Вместо этого ученые считают, что это результат электромагнитного притяжения между заряженными частицами на двух соприкасающихся поверхностях. (1)
Согласно книге «Механика грунтов», ученые начали собирать воедино законы, управляющие трением, в 1400-х годах, но поскольку взаимодействия настолько сложны, характеристика силы трения в различных ситуациях обычно требует экспериментов и не может быть получена только из уравнений или законов. (2)
На каждое общее правило о трении есть столько же исключений. Например, в то время как две шероховатые поверхности (например, наждачная бумага), трущиеся друг о друга, иногда имеют большее трение, очень гладко отполированные материалы (например, стеклянные пластины), которые были тщательно очищены от всех поверхностных частиц, могут на самом деле очень сильно прилипать друг к другу. (3)
Виды трения
Согласно журналу The Physics Teacher, существует два основных вида трения: статическое и кинетическое. Статическое трение действует между двумя поверхностями, которые не движутся друг относительно друга, а кинетическое трение действует между движущимися объектами. (4)
В жидкостях трение – это сопротивление между движущимися слоями жидкости, которое также известно как вязкость. В целом, согласно журналу Dysphagia, более вязкие жидкости гуще, поэтому мёд имеет большее жидкостное трение, чем вода. (5)
Атомы внутри твердого материала также могут испытывать трение. Например, если твердый блок металла сжимается, все атомы внутри материала движутся, создавая внутреннее трение.
По данным Американского физического общества, в природе не существует сред, полностью лишенных трения: даже в глубоком космосе мельчайшие частицы материи могут взаимодействовать, вызывая трение. (6)
Трение атомов может быть создано между слоями атомов. (Изображение предоставлено: Kronber1)
Коэффициент трения
Согласно журналу Physical Review Letters, два твердых объекта, движущиеся друг против друга, испытывают кинетическое трение. В этом случае трение представляет собой некоторую долю перпендикулярной силы, действующей между двумя телами (доля определяется числом, называемым коэффициентом трения, который определяется экспериментально). В общем, сила не зависит от площади контакта и не зависит от того, насколько быстро движутся два объекта. (7)
Трение действует и в неподвижных объектах. По данным журнала Wear, статическое трение препятствует движению объектов и, как правило, выше, чем сила трения, испытываемая теми же двумя объектами, когда они движутся друг относительно друга. Статическое трение – это то, что удерживает коробку на наклонной поверхности от соскальзывания вниз. (8)
Роль трения
Трение играет важную роль во многих повседневных процессах. Например, по данным Американского химического общества, когда два объекта трутся друг о друга, трение приводит к тому, что часть энергии движения преобразуется в тепло. Вот почему трение двух палочек друг о друга в конечном итоге вызовет огонь. (9)
Трение также является причиной износа шестерен велосипеда и других механических частей. Вот почему смазочные материалы или жидкости часто используются для уменьшения трения – и износа – между движущимися частями. (10)
Работает экологическим и научным журналистом более 15 лет. Пишет о науке, культуре, космосе и устойчивом развитии. Внештатный автор сайта «Знание – свет».
