Właściwości tarcia. Tarcie ślizgowe i tarcie toczne

1) siła tarcia zależy od rodzaju powierzchni obu stykających się ciał,
2) siła tarcia nie zależy od wielkości powierzchni styku ciała z podłożem,
3) siła tarcia nie zależy od prędkości ciała
4) siła tarcia jest wprost proporcjonalna do siły nacisku: 

Zastąpmy znak proporcjonalnści znakiem równości.
a) Tarcie ślizgowe - z tym rodzajem tarcia będziemy mieć do czynienia najczęściej. 

Na ciało poruszające się z prędkością v dzięki sile napędzającej F, działa siła tarcia (dynamicznego) T skierowana przeciwnie do kierunku ruchu. Jak wiemy, zależy ona od siły nacisku N i wyrażamy ją wzorem: 

gdzie:
f - współczynnik tarcia (dynamicznego).
Współczynnik tarcia określa tutaj proporcjonalność siły tarcia do siły nacisku. Nie ma on tutaj żadnej jednostki, jest to tylko wartość liczbowa.

b) Tarcie toczne - załóżmy że jakaś bryła toczy się po równym podłożu. 

Podobnie jak wyżej, działa tu siła napędzająca F oraz siła nacisku N. Pojawia się tu jednak nowa siła - siła tarcia tocznego T, wyrażana wzorem: 

gdzie:
R - promień koła będącego przekrojem poprzecznym toczącej się bryły (np. walca lub kuli),
f_T - współczynnik tarcia tocznego.
Współczynnik tarcia tocznego wyrażany jest w metrach (jednostkach długości).

Tarcie dynamiczne a tarcie statyczne

Tarcie kinetyczne (dynamiczne)

Podczas ruchu po powierzchni, która nie jest idealnie gładka, ciało doznaje siły, zwanej siłą tarcia. Wartość siły tarcia T jest proporcjonalna do wartości siły nacisku N ciała na podłoże. Współczynnik proporcjonalności, zwany współczynnikiem tarcia f, zależy od rodzaju i stanu powierzchni trących, natomiast nie zależy od ich wielkości. 
Na przykład w czasie deszczu lub na oblodzonej jezdni współczynnik tarcia jest mały. Dlatego zimą posypuje się jezdnię piaskiem, aby zwiększyć współczynnik tarcia. Zwrot siły tarcia jest zawsze przeciwny do zwrotu wektora prędkości v. 
Wartość siły tarcia wyznaczamy ze wzoru: 

Tarcie statyczne

Z tarciem statycznym mamy do czynienia wtedy, gdy mimo działającej na ciało siły, pozostaje ono w spoczynku względem podłoża. Ponieważ pod działaniem pojedynczej siły ciało nie może pozostawać w spoczynku, więc na ciało musi działać jeszcze druga siła, o tej samej wartości i kierunku, lecz o przeciwnym zwrocie. Nazywamy ją właśniesiłą tarcia statycznego.
Na przykład próbujemy przesunąć szafę, działając na nią siłą, a szafa nadal pozostaje na swoim miejscu. Wnioskujemy, że oprócz nas na szafę działa inne ciało (podłoga) siłą równą co do wartości naszej sile, lecz o zwrocie przeciwnym i te dwie siły równoważą się. Jeżeli będziemy zwiększać wartość przyłożonej siły, to w końcu szafa ruszy z miejsca. Tak więc siła tarcia statycznego T_S nie może przekroczyć pewnej wartości maksymalnej T_Smax, która zależy od nacisku ciała na podłoże i od współczynnika tarcia statycznego f_S. Współczynnik tarcia statycznego jest zwykle większy od współczynnika tarcia kinetycznego (dynamicznego). Maksymalną wartość siły tarcia statycznego wyznaczamy ze wzoru: 

Tak więc siła tarcia statycznego może przyjmować wartości: 

Aby ciało ruszyć z miejsca, trzeba przyłożyć siłę F przekraczającą wartość maksymalną tarcia statycznego: 

Siła tarcia statycznego nie ma stałej wartości, którą można by obliczyć z gotowego wzoru. Jej wartość jest równa wartości siły, działającej na ciało, które mimo tego działania pozostaje w spoczynku. Ze wzoru możemy jedynie obliczyć jej wartość maksymalną.

---