6.4.3.Сила на триене

При статично положение на тялото, надолу действа теглото, а в контакта с опората действа нормалният натиск N. Той изразява силата, с която тялото притиска повърхността на триене. Опорната реакция действа в контакта с опората с посока нагоре. Двете сили са еквивалентни, равни помежду си и противоположно насочени. При хоризонтално разположение на тялото теглото му P = N. Нормалният натиск не зависи от големината на контактните повърхности.  

 Сила на триене при плъзгане  F = k . N е перпендикулярна на нормалния натиск  (F  ┴  N)  и двете сили са с обща приложна точка.

kкоефициент на триене при плъзгане 

На фигурата са показани профили на триещи се повърхности. По-грубата повърхност има по-голям коефициент на триене. На фигурата е показана промяната на силата на триене, която е по-висока преди започване на движението между тялото и повърхността. След започване на движението на тялото, то преминава  прага на статичната задържаща сила и силата на триене намалява.

                                 

Профили на триещи се повърхности    Праг на приплъзване при триене  

При поставяне на тялото върху наклонена повърхност, теглото се разделя геометрично на две компоненти – едната е перпендикулярна на наклонената повърхност, а другата е успоредна на нея. При по-нататъшно й наклоняване  до достигане на вертикално положение, силата на нормалния натиск намалява максимално, което довежда до максимално намаляване и на силата на триене (показано във формулата за силата на триене). При вертикално разположение на повърхността, тялото пада свободно и силата на триене е равна на нула.

 

Триене при плъзгане                               Управление на завоя в сноуборда

Конкретен пример за приложение на силата на триене при плъзгане е при успешното управление на ски и сноуборд (сноубордът и средно разположената фигура на скиора). Чрез наклона на борда или ските се регулира коефициентът на триене и при карвинг - управление се достига до минимално свличане в радиуса на завоя. При управлението освен теглото на спортиста се добавя и инерчната сила от криволинейното движение, позната като центробежна сила, която нараства при намаляване на радиуса на завоя. Колкото по-стръмен е склонът, толкова повече нараства Pt – проекцията на P по линията на склона, а намалява N. Ако P t  стане по – голяма от Fтр. = k.N, въпреки, че бордът се поставя на кант, той се свлича чрез плъзгане по склона. Трябва да се спазва условието да не се изпълняват завои с по-малък радиус от допустимия за типа сноуборд или ски, за да не се свлича странично при управлението им. Полезен ефект възниква при ранно започване на завоя. Състезателят може да извърши оттласкване по посока на склона, което ще доведе до ускоряване на движението му по трасето, заради правилно насоченото усилие върху ските или сноуборда. Възможни грешки се появяват, когато инерчните сили при завоя се противопоставят на движението на състезателя и довеждат до задържане и намаляване на скоростта му. За равномерно разпределяне на натоварването, скиорът увеличава разстоянието между ските в края на завоя, а заради голямото усилие външният крак остава изправен при завои с висока скорост и голяма центробежна сила. На лявата фиг. 31 илюстрираните на графиката сили са Fцб (центробежна сила) се уравновесява от силата на теглото P. Геометричната сума Fрез. (резултантна) на двете съставящи сили трябва да преминава през опорната площ включваща двете ски. За да не се наруши равновесието по време на движението на състезателя по трасето, той трябва да се наклони към вътрешната страна на завоя.

Сила на триене при търкаляне:

F = k . N / r

kкоефициент на триене при търкаляне

rрадиус на колелото.

                      

Триене при търкаляне

Силата на триене е перпендикулярна на нормалния натиск. Те имат обща приложна точка. Радиусът на  колелото влияе обратно пропорционално на силата на триене при търкаляне. Този факт се обяснява във формулата, където радиусът е в знаменателя и при увеличаването му, силата на триене намалява.