Тертя — один із видів взаємодії тіл. Зрушивши з місця, тіло починає ковзати по поверхні іншого тіла, і між ними вже існує сила тертя.

Сила тертя — це сила, що виникає в місцях дотику поверхонь і перешкоджає їх відносному переміщенню.

Сили тертя — це ще один вид сил, які діють під час механічних явищ і які відрізняються від сили тяжіння і сили пружності. 

Сила тертя ковзання виникає у випадку, коли одне тіло ковзає по поверхні іншого. Прикладом такого тертя є ковзання санок чи лиж по снігу.

Сила тертя кочення виникає, якщо одне тіло не ковзає, а котиться по іншому. Прикладом такого тертя є кочення коліс роликових ковзанів по поверхні асфальту, коліс велосипеда, автомобіля чи будь-якого іншого круглого предмета.

При однакових навантаженнях сила тертя ковзання завжди більша за силу тертя кочення. У цьому ви неодноразово переконувались, коли намагались пересунути важкий предмет: тягти його набагато важче, ніж котити.

Сила тертя кочення і сила тертя ковзання напрямлені проти руху тіла.

Сила тертя спокою — це та сила, яка заважає вам зрушити з місця стіл, шафу, ліжко тощо. Сила тертя спокою перешкоджає розв’язуватися банту, може утримувати тіло на поверхні похилої площини.

Сила тертя спокою напрямлена проти того руху, який мав би виникнути. Ця сила виникає при спробі вивести тіло із стану спокою. Найбільша сила тертя спокою дорівнює прикладеній силі, яка виводить тіло зі стану спокою.

Сила тертя ковзання (Fтертя ковз) — це сила, яка виникає під час ковзання одного тіла по поверхні іншого. Сила тертя ковзання прямо пропорційна силі нормальної реакції опори N: Fтертя ковз = μΝ, де μ — коефіцієнт тертя ковзання  (безрозмірний коефіцієнт пропорційності, мала грецька літера μ, читають «мю»), що залежить від матеріалів, із яких виготовлені дотичні тіла, якості обробки їхніх поверхонь. Змащування поверхонь суттєво зменшує силу тертя. 

Коефіцієнт тертя залежить від стану поверхонь тіл і від властивостей речовини, з якої вони виготовлені. 

Тертя в природі й техніці

Сили тертя відіграють важливу роль у житті людини. Завдяки цій силі люди можуть переміщуватися по землі. Автомобілі та інші наземні транспорті засоби рухаються лише внаслідок існування тертя між колесами та поверхнею дороги.

На виробництві широко застосовують транспортери з гумовою стрічкою, яка весь час рухається. Якщо на неї покласти вантаж, то внаслідок існування сили тертя він буде переміщуватися на деяку відстань і навіть підійматися на певну висоту.

В описаних прикладах (і подібних до них) інженери прагнуть збільшити силу тертя. Для цього не тільки роблять поверхні шорсткими, як у випадку з автомобільними шинами, на яких на заводі наноситься протектор певної форми, а й добирають спеціальні матеріали.

В усіх транспортних засобах є гальма, завдання яких — швидко зупинити їх. На гальмові колодки автомобілів наклеюють накладки з матеріалу «феродо», до складу якого входить гума, азбест й інші речовини.

Коли взимку ожеледиця, дорогу посипають піском.

Але в більшості випадків тертя треба суттєво зменшити. Для цього тертьові поверхні розділяють рідиною: спеціальним маслом, як у двигуні автомобіля.

Учені встановили, що ще стародавні єгиптяни, будуючи піраміди, поливали дорогу нільським мулом, що зменшувало тертя полозів саней, на яких перевозили кам’яні брили.

Навіть у всіх живих істот існує рідинне змащення тертьових поверхонь. Поверхні всіх суглобів розділенні синовіальною рідиною.

Жоден сучасний механізм не можна уявити собі без кулькових і роликових підшипників (мал. 139). У них інженерна думка реалізувала те, що сила тертя кочення завжди менша від сили тертя ковзання. У такому підшипнику дві обойми розділені або кульками, або роликами.

Доповнені мастилом кулькові та роликові підшипники забезпечують швидке, безшумне й економне обертання різних валів у механізмах, коліс у транспортних засобах тощо.

Дайте відповідь на запитання

1. Наведіть класифікацію основних видів тертя.

2. За яких умов виникає сила тертя спокою; сила тертя ковзання; сила тертя кочення? Від чого вони залежать?

Поясніть

Приклади розв’язування задач 

Задачі

1. Коли брусок тягнуть уздовж поверхні стола, прикладаючи горизонтальну силу 5 Н, він рівномірно ковзає по столу. Чому дорівнює сила тертя, що діє при цьому на брусок? Зобразіть ці сили.

2. До тіла, що лежить на горизонтальній поверхні стола, приклали силу 2 Н, напрямлену горизонтально. Тіло залишилося в спокої. У якому випадку це можливо? Чому дорівнює сила тертя спокою в цьому разі?

3. Парашутист вагою 700 Н спускається з розкритим парашутом. Чому дорівнює сила опору повітря під час рівномірного руху парашутиста? Чому дорівнює рівнодійна сил у цьому разі? Чому дорівнює маса парашутиста?

4. Для рівномірного переміщування саней по снігу прикладають силу 25 Н. Визначте масу саней, якщо сила тертя становить 0,05 ваги саней.

5. Візок масою 10 кг рухається зі сталою швидкістю по горизонтальній поверхні під дією горизонтальної сили 5 Н. Визначте коефіцієнт тертя між візком і поверхнею.

6. Парашутист, маючи масу 70 кг, рівномірно опускається вниз. Визначте силу опору повітря, яка діє на парашутиста.

7. Знайдіть коефіцієнт тертя між шинами коліс автомобіля, який рухається рівномірно по горизонтальній прямолінійній ділянці дороги, і дорогою, якщо маса автомобіля 6 т, а двигун розвиває силу тяги 30 кН.

Тертя

Приклади навчальних цілей

• Описати модель тертя на молекулярному рівні.

• Опишіть з точки зору молекулярного руху. Інформація повинна включати: діаграми на підтримку опису, як маси частинок і температура впливають на вигляд, які подібності та відмінності між рухом частинок твердого тіла, рідкого і рухом частинок газу, як розмір і швидкість молекул газу пов'язані з повсякденними предметами.