2. Коэффициент трения зависит от материалов трущихся поверхностей.

3. Коэффициент трения не зависит от величины трущихся поверхностей. Если величина поверхности очень мала, так что движущееся тело может оставлять царапину на неподвижном (например, остриё гвоздя), то этот закон теряет силу.

4. Коэффициент трения уменьшается с увеличением скорости движения. Это объясняется тем, что при больших скоростях не все выступы шероховатых поверхностей успевают достаточно глубоко зацепиться друг за друга.

На рисунке 27 приведён график зависимости коэффициента трения от скорости движения .

Рисунок 27 – График зависимости коэффициента трения от скорости движения.

Из графика видно, что наибольший коэффициент трения (следовательно, и наибольшая сила трения) существует в состоянии покоя. Это кратко выражают так: максимальное значение силы трения покоя больше силы трения скольжения. Законы I, II и III были найдены Кулоном из опытов с трибометром.

Примечание: в простейших случаях сила трения и сила нормального давления связаны неравенством , обращающимся в равенство только при наличии относительного движения. Это соотношение называется законом Амонтона – Кулона (эмпирический закон, устанавливающий связь между силой трения, возникающей при скольжении тела по поверхности, с силой нормального давления, действующей на тело со стороны поверхности). Для большинства пар материалов значение коэффициента трения не превышает 1 и находится в диапазоне от до . Если коэффициент трения превышает 1 ( ), это означает, что между контактирующими телами имеется сила адгезии и формула расчёта коэффициента трения меняется на .

Адгезия зависит от природы контактирующих тел, свойств их поверхностей и площади контакта. Адгезия определяется силами межмолекулярного притяжения

§I.2.3 масса. Центр масс. Импульс. Закон сохранения импульса. Плотность

Масса тела – физическая величина, являющаяся одной из основных характеристик материи, определяющая её инерционные (инертная масса) и гравитационные (гравитационная масса) свойства. Принято считать, что инертная и гравитационная массы равны друг другу (с точностью, не меньшей 10^-12 их значения).

В классической (ньютоновской) механике массой материальной точки называется положительная скалярная величина, являющаяся мерой инертности этой точки. Под действием силы материальная точка изменяет свою скорость не мгновенно, а постепенно, т.е. приобретает конечное по величине ускорение, которое тем меньше, чем больше масса материальной точки. Обычно массу тела определяют путём взвешивания на рычажных весах.

В классической механике считается, что:

• масса материальной точки не зависит от состояния движения точки, являясь её неизменной характеристикой;

• масса – величина аддитивная, т.е. масса системы (например, тела) равна сумме масс всех материальных точек, входящих в состав этой системы;

• масса замкнутой системы остаётся неизменной при любых процессах, происходящих в этой системе (закон сохранения массы).

Эти положения ньютоновской механики подверглись пересмотру и уточнению в релятивистской механике.

Центром масс (центром инерции) системы материальных точек называется точка С, радиус-вектор которой определяется выражением:

, (I.50)

где и - масса и радиус-вектор i- й материальной точки, - общее число материальных точек в системе, а - масса всей системы. Центр масс является точкой, в которой может считаться сосредоточенной масса тела при его поступательном движении.

Импульсом й материальной точки называется векторная величина, равная произведению массы точки на скорость её движения:

. (I.51)

Импульс системы, состоящей из материальных точек, равен геометрической сумме импульсов всех точек системы:

. (I.52)

Для замкнутой системы:

. (I.53)

Формула (I.53) представляет собой закон сохранения импульса: импульс замкнутой системы сохраняется, т.е. не изменяется с течением времени.

Закон сохранения импульса справедлив не только в классической физике, хотя он и получен как следствие законов Ньютона. Эксперименты доказывают, что он выполняется и для замкнутых систем микрочастиц (они подчиняются законам квантовой механики). Этот закон носит универсальный характер, т.е. закон сохранения импульса – фундаментальный закон природы.

Импульс системы равен произведению массы всей системы на скорость центра инерции:

. (I.54)

Скорость центра инерции определяется следующим образом:

. (I.55)

Плотностью тела в данной точке М называется отношение массы малого элемента тела, включающего точку М, к величине объёма этого элемента:

(I.56)

Если во всех точках тела плотность одинакова, то оно будет называться однородным.

Масса однородного тела равна произведению его плотности на объём:

. (I.57)

В случае неоднородного тела, его масса будет определена следующим образом:

, (I.58)

где - функция координат, а интегрирование проводится по всему объёму тела.

Средней плотностью неоднородного тела называется отношение его массы к объёму:

. (I.59)