Знаете ли, че през 1500 г. брилянтният Леонардо да Винчи много се е интересувал от какво зависи и какво представлява силата на триене? Странните експерименти, които той проведе, предизвикаха голяма изненада сред учениците му, а какво друго можеше да се очаква от хората, които видят как талантлив учен влачи въже по пода, или размотано до цялата му дължина, или здраво усукано. Тези и други подобни експерименти му позволиха малко по-късно (през 1519 г.) да заключи: силата на триене, която се появява, когато едно тяло контактува с повърхността на друго, директно зависи от натоварването (сила на натиск), не зависи от зоната на взаимодействие и е насочена в обратна посока от страната на движение.
Отворена формула
Изминаха 180 години и моделът на Леонардо беше преоткрит от G. Amonton, а през 1781 г. S. O. Coulomb в своите произведения му даде окончателната формулировка. Заслугата на тези двама учени е, че те въведоха такава физическа константа като коефициента на триене, като по този начин направиха възможно извличането на формула, чрез която е възможно да се изчисли на какво е равна силата на триене за определена двойка взаимодействащи материали. Досега този израз
Ft=kt x P, където
P е силата на натиск (натоварване), а kt е коефициентът на триене, от година на година мигрира към различни учебници и учебници по физика и самите коефициенти отдавна са изчислени и се съдържат в стандартните инженерни ръководства. Изглежда, че най-накрая имаше пълна яснота с това явление, но не беше там.
Нови нюанси
През 19 век учените се убеждават, че формулировката, предложена от Амонтон и Кулон, не е универсална и абсолютно правилна и силата на триене зависи не само от коефициентите и приложеното натоварване. Освен това има и трети фактор - качеството на повърхностната обработка. В зависимост от това дали е гладка или грапава, силата на триене ще приеме различна стойност. По принцип това е съвсем логично: преместването на плъзгащ се обект е много по-лесно в сравнение с преместването на обект с неравна повърхност. И в края на 19 век се появиха нови постижения в изследването на вискозитета и стана ясно как действа силата на триене в течности. И въпреки че смазването на триещите се повърхности се използва от самото начало на появата на технологията, едва през 1886 г., благодарение на О. Рейнолдс излезе с последователна теория за смазването.
Така че, ако е достатъчно и няма пряк контакт между два обекта, силата на триене зависи само от неговата хидродинамика. И ако няма достатъчно смазка, тогава се активират и трите механизма: силата на Кулон, силата на вискозното съпротивление и силата, която предотвратява тръгването от място. Смятате ли, че тази теория слага край на изследването на този феномен? Точно така, не. В началото на 20-ти век се оказа, че при ниски обороти, при липса на смазване, се получава ефектът на Stribeck. Същността му е, че когато няма смазване, съпротивителната сила не намалява веднага от началната сила до нивото на силата на Кулон, а постепенно намалява с увеличаване на скоростта. През двадесети век по-нататъшните изследвания в тази област донесоха толкова много нова информация, че тя трябваше да бъде систематизирана по някакъв начин. В резултат на това се появи цяла наука - трибология, която изучава как действа силата на триене в природата. Само в САЩ броят на учените, работещи в тази област, е надхвърлил хиляда души, а в света се публикуват над 700 статии годишно на тази тема. Любопитно е какво още интересно ще могат да открият учените? Да изчакаме и да видим!