«Сухое» трение возникает на поверхностях соприкосновения твердых тел. Сила трения всегда направлена вдоль поверхности соприкосновения. Различают три вида трения при контакте твердых тел: трение покоя, трение скольжения и трение качения.

На горизонтальной поверхности лежит брусок. При действии внешней горизон- тальной силы на брусок действует равная ей и противоположно направленная сила трения покоя. Эти силы уравновешивают друг друга. Сила трения покоя пропорцио- нальна нормальной силе реакции опоры. F=µ* N, где коэффициент пропорциональности µ не зависит от прижимающей силы, называется коэффициентом трения покоя, не зависит от размеров соприкасающихся поверхностей.

Брусок можно положить на поверхность любой из его граней, при одной и той же прижимающей силе нужно одинаковое усилие, чтобы сдвинуть брусок. Коэффициент трения покоя µ зависит от сочетания материалов, из которых сделаны соприкасающиеся тела, от характера обработки поверхностей и их состояния. Трение покоя препятствует возникновению движения. Благодаря трению покоя обеспечивается равновесие многих технических конструкций и строительных сооружений.

В ряде случаев сила трения покоя необходима для возникновения движения. При ходьбе сила трения покоя, действующая на подошву, сообщает нам ускорение. Ведь подошва не скользит назад, и трение между ней и дорогой – это трение покоя. Шины ведущих колес автомобилей как бы отталкиваются от асфальта, и в отсутствие пробуксовки толкающая автомобиль сила – это сила трения покоя.

Сила трения скольжения направлена вдоль поверхности соприкосновения тел противо- положно относительной скорости. Сила трения скольжения вначале уменьшается с ростом скорости, а затем постепенно увеличивается. Для уменьшения трения, облегчения работы различных механизмов, избежание ненужных энергетических потерь заменя- ют силу трения скольжения трением каче- ния, применяя шариковые и роликовые подшипники; используя смазку.

Силы упругости обусловлены взаимодей- ствием заряженных частиц, из которых построены тела. Силы упругости определяются взаимным расположением взаимодействующих тел и возникают только при их деформации. Для твердых тел различают два предельных случая деформации: упругие и пластические. Если после прекращения внешнего воздействия деформированное тело восстанавливает свою форму и размеры, то деформация называется упругой. Деформации, не исчезающие после пре- кращения действия сил, называются пластическими.

У твердых тел при малых упругих дефор- мациях величина деформации пропорцио- нальна вызывающей ее силе. где к – коэффициент пропорциональности зависит от упругих свойств материала и от размеров деформируемого тела. Виды упругих деформаций: растяжение, сжатие, сдвиг, кручение, изгиб. Упругие свойства характеризуют модуль Юнга и коэффициент Пуассона.

Рассмотрим однородную деформацию, воз- никающую в стержне с одинаковым по всей длине поперечным сечением под действием приложенной к его концу силыF Удлинение пропорционально его пер- воначальной длине l. Относительное удлинение определяют по формуле: Е – модуль Юнга материала, вторая дробь – механическое напряжение.

Задача. Выразите жесткость k упругого стержня через его размеры и модуль Юнга. Решение. F = k* l и подставив в формулу Получим:

При растяжении стержня уменьшаются его поперечные размеры. Отношение относительного поперечного сжатия стержня к его относительному удлинению при упругой деформации не зависит от приложенного напряжения и от размеров стержня. Коэффициент Пуассона определяет дробь, где d – поперечный размер стержня

При всестороннем(гидростатическом) сжатии тела относительное уменьшение его объема пропорционально вызываю- щему это сжатие давлению p: коэффициент к – модуль всестороннего сжатия связан с модулем Юнга и коэффициентом Пуассона: