Сили тертя. У реальних умовах часто вільному рухові тіл перешкоджають інші тіла, які перебувають із цим тілом у контакті. Так, тіло внаслідок дії сили тяжіння тисне на опору чи розтягує підвіс – деформує їх. За третім законом Ньютона опора чи підвіс діють на тіло з такою самою за модулем і протилежно напрямленою силою реакції опори. Природа цих сил однакова, але вони не компенсують одна одну, бо прикладені до різних тіл. Сила тертя, що також є проявом електромагнітної взаємодії, виникає тому, що поверхня будь-якого тіла має різні нерівності, виступи й западини. Коли одне тіло рухається по поверхні іншого, то нерівності перешкоджають цьому рухові.

Сила тертя спокою завжди діє вздовж поверхні дотику тіл, дорівнює за модулем і протилежна за напрямком зовнішній силі, яка намагається зрушити тіло з місця.

Зрушивши з місця, тіло починає ковзати по поверхні іншого тіла, і між ними вже існує сила тертя ковзання, яка дещо менша від максимальної сили тертя спокою, хоча також пропорційна силі нормального тиску (силі реакції опори) і залежить від матеріалу контактуючих поверхонь.

Із боку середовища (повітря або води) на тіло, що рухається, діє сила опору, яка спрямована в бік, протилежний напрямку руху. 

Цим сила опору подібна до сили тертя ковзання, яка також спрямована в бік, протилежний напрямку руху й перешкоджає цьому руху. Але існують певні відмінності між цими двома силами.

Немає сили опору спокою — зі зменшенням швидкості сила опору також зменшується і досягає нуля, коли тіло зупиняється. Але тепер найменша зовнішня дія зрушить тіло з місця. Наприклад, важкий човен на воді може зрушити з місця навіть дитина, а на березі цей човен будуть штовхати декілька чоловіків.

Сила опору залежить від форми тіла — за однакових розмірів і швидкостей руху на тіло у формі краплі або кулі буде діяти менша сила опору, ніж на куб або циліндр.
Сучасні високошвидкісні потяги можуть розвивати значні швидкості завдяки своїй формі, на відміну від тихохідних тепловозів ХХ століття.

Сила опору під час руху тіла в рідині або газі. Під час руху шарів рідини чи газу виникають сили внутрішнього тертя. Ці самі сили виникають й у випадку руху твердого тіла в рідині чи газі. Сили тертя завжди напрямлені проти напрямку швидкості відносного руху. У загальному випадку закон, що встановлює зв’язок між силою рідкого тертя і швидкістю руху тіла відносно рідини чи газу, досить складний. У тих випадках, які розглядатимемо ми, можна вважати, що сила рідкого тертя прямо пропорційна швидкості відносного руху тіла.

Питання для самоперевірки

1. Як рухатиметься тіло, якщо рівнодійна прикладених до нього сил дорівнюватиме нулю?

2. За яких умов тіло рухатиметься рівноприскорено? Рівносповільнено?

Задачі

1. Визначте й порівняйте сили, що діють на кульку в таких випадках: а) кулька лежить на горизонтальному столі; б) кульку штовхають рукою; в) кулька котиться по столу; г) кулька падає зі стола.

2. Потяг, маса якого 10 т, рушаючи з місця, на шляху 50 м набирає швидкість 10 м/с. Визначте коефіцієнт опору, якщо сила тяги дорівнює 14 кН.

3. Через який час після аварійного гальмування зупиниться автобус, що рухається зі швидкістю 12 м/с, якщо коефіцієнт тертя дорівнює 0,4?

4. На дерев’яній похилій площині розташовано дерев’яний брусок. Кут нахилу площини 28°. Яким має бути коефіцієнт тертя спокою, щоб брусок не ковзав униз?

5. На похилій площині завдовжки 13 м і заввишки 5 м лежить вантаж, маса якого 26 кг. Коефіцієнт тертя дорівнює 0,5. Яку силу треба прикласти до вантажу вздовж площини, щоб підняти його? Щоб опустити вантаж по похилій площині? Рух вважайте рівномірним.

6. Хлопчик, маса якого 50 кг, спустився на санках із гірки і проїхав по горизонтальній дорозі до зупинки шлях 20 м за 10 с. Визначте силу тертя й коефіцієнт тестя.