Настольная книга остеопата. Основы биомеханики движения тела (Нейматов, Сабинин) - страница 42

Трение рассматривается как максимальная потенциальная сила, потому что ее величина проявляется только при «активации», т. е. попытке двигать один предмет по другому. На рис. 2.25,а большой ящик, весящий 100 кг, стоит на полу.

Рис. 2.25.На ящик действуют сила тяжести (СТ) и «пол-ящик» (ПЯ). Сила трения не существует, поскольку на данный момент не имеет размерности (a). Сила человека, толкающего ящик (ЧЯ), создает противодействующую силу трения (F_>N) (b)

Оценивая равновесие ящика, его максимальная потенциальная сила трения (F_>N) является произведением коэффициента трения покоя деревянного ящика по деревянному полу (0,25) и силы контакта или реакции «пол-ящик» (ПЯ) в 100 кг:

F_>N <= 0,25 х 100;

F_>N <= 25 кг.

Если никакие другие силы на ящик не действуют, то трение отсутствует. Однако если в направлении влево прикладывается внешняя движущая сила (человек толкает ящик), величина трения увеличивается, чтобы уравновесить или противостоять величине силы сдвига (рис. 2.25,b). В этом случае трение может увеличиваться только до силы в 25 кг, направленной вправо; сила сдвига, превышающая 25 кг, вызовет ускорение ящика влево, поскольку влево уже будет направлена абсолютная величина неуравновешенной силы. Заметим, что на горизонтальное равновесие ящика влияют только силы, действующие на него горизонтально.

Когда объект приходит в движение, трение между двумя объектами становится величиной постоянной, равной произведению силы реакции и коэффициента кинетического трения (μ_>K). Коэффициент кинетического трения меньше, чем максимальная величина трения покоя при любых сочетаниях трущихся поверхностей. Сила сдвига, пытающаяся переместить предмет, должна быть большей, чем максимальное значение статического трения, тогда движение начнется (в направлении движения должна быть приложена хотя бы небольшая неуравновешенная сила). Однако после начала движения величина трения падает с максимального потенциального значения до минимального кинетического значения, что резко увеличивает абсолютное значение неуравновешенной равнодействующей, даже если внешняя сила сдвига не меняется. Резкое уменьшение величины трения приводит к классической ситуации, когда человек толкает тяжелый предмет все сильнее и сильнее, пытаясь сдвинуть его с места, и внезапно обнаруживает, что они с ящиком уже куда-то летят. Опять же, обращая внимание на более тщательную формулировку закона равновесия Ньютона, заметим, что ящик, который толкают по полу, не находится в горизонтальном равновесии, но сохраняет равновесие вертикальное (СТ и ПЯ уравновешены). Не следует при этом допускать, что вертикальное и горизонтальное равновесие обязательно сопутствуют друг другу: