Сила трения

Сила, которая мешает движению и одновременно делает его возможным.

Сила трения скольжения — сила, возникающая при движении одного тела по поверхности другого и направленная против движения.

Без трения мы не смогли бы ходить, а машины — тормозить. Но оно же заставляет нас тратить энергию на преодоление сопротивления. Трение бывает покоя, скольжения и качения; в школе чаще всего разбирают трение скольжения.

Формула

Сила трения скольжения пропорциональна силе нормального давления:

$$ F_{тр} = \mu N $$

где $\mu$ — коэффициент трения (безразмерный), $N$ — сила реакции опоры. На горизонтальной поверхности $N = mg$, поэтому $F_{тр} = \mu m g$. Важно: сила трения не зависит от площади соприкосновения.

Как решать задачи

Задача: «Брусок массой 5 кг тянут по горизонтальному полу. Коэффициент трения 0,3. Какую горизонтальную силу нужно приложить, чтобы брусок двигался равномерно? ($g = 10$ м/с²)». При равномерном движении приложенная сила равна силе трения.

m = 5.0
g = 10.0
mu = 0.3
N = m * g
F_tr = mu * N
print("Сила реакции опоры:", N, "Н")
print("Сила трения (искомая сила):", F_tr, "Н")

Вывод:

Сила реакции опоры: 50.0 Н
Сила трения (искомая сила): 15.0 Н

Частые ошибки

Думать, что сила трения зависит от площади контакта — это не так.
Считать $N = mg$ на наклонной плоскости (там $N = mg\cos\alpha$).
Путать коэффициент трения покоя и скольжения (покоя обычно чуть больше).

Итоги

$F_{тр} = \mu N$, направлена против движения.
На горизонтали $N = mg$.
Трение не зависит от площади соприкосновения.