ТРЕНИЕ В ПРИРОДЕ И ТЕХНИКЕ

КАК СУХОЕ ТРЕНИЕ СДЕЛАЛИ ЖИДКИМ

Заменив в шариковых подшипниках сухое трение скольжения трением качения, инженеры выиграли боль­шое сражение против трения.

Но о™ не успокоились на этом. Оставалось ещё по­бедить застой. Застой, как мы знаем, присущ сухому трению и вызывается трением покоя. Особенно вредным застой оказывается в точных приборах, например., таких, как точные лабораторные весы, приборы, измеряющие электрический ток (амперметры), барометры и т. дг

Стрелки приборов застревают из-за застоя в подшип­никах и показания приборов становятся неточными.

Чтобы избавиться от застоя, проще всего совсем от­казаться от подшипников. В некоторых особенно чувстви­тельных приборах так и поступают: стрелка в этих приборах прикреплена не* к оеи, поворачивающейся в подшипниках, а к тонкой упругой нити, закреплённой с двух концов. В таких приборах нет сухого трения, а значит, нет и застоя. Однако такие приборы могут при­меняться только в лабораторных условиях. Они очень нежны и боятся толчков и тряски. Поэтому часто бывает необходимо всё же пользоваться приборами с подшип­никами. Чтобы повысить их чувствительность, подвижную систему и связанную с ней стрелку делают как можно более лёгкими. Давление на подшипник, а вместе с ним и сила сухого трения, уменьшаются.

Существует и другой способ избавления от застоя, особенно пригодный в тех случаях, когда подвижная система не может быть облегчена. Этот способ основан на превращении сухого трения в трение без за­стоя, т. е. в трение, подобное жидкому.

Чтобы яснее представить себе, как это делается, вспомним о явлении, которое вы наверно наблюдали не раз, но над причиной которого может быть не за­думывались.

Иногда случается, что шофёр резко затормозит авто­мобиль; машина «идёт юзом» и перестаёт слушаться руля. Автомобиль поворочивается боком, а то и задом наперёд въезжает на тротуар, сбивая прохожих (рис. 21).

Почему происходит такое несчастье? В чём виноват шофёр? Его вина в том, что он, желая быстро остановить свой автомобиль, слишком сильно нажал на тормоза. Колёса, перестав вертеться, заскользили по дороге— машина «пошла юзом». Всё остальное натворила сила трения скольжения. Эта сила всегда направлена против скольжения.

Из-за этого получается замечательное явление: достаточно самого слабого усилия вбок, чтобы сколь­зящий автомобиль поддался ему и начал вертеться. Таких усилий и толчков автомобиль испытывает на дороге очень много; ведь неровностей, бугорков и камешков на дороге сколько угодно. Попало колесо на один из них и этого достаточно, чтобы машина стала кружиться.

Вспомните, однако, что это происходит только тогда, когда колёса автомобиля не катятся по дороге, а скользят.'

Когда же колёса катятся, даже сильный боковой толчок не всегда заставит автомобиль сдвинуться вбок. Возникновению поперечного скольжения при этом мешает

Трение покоя, такое же, как в случае, когда автомобиль, стоит на месте.

В отличие от этого, когда колёса скользят, то тому же поперечному движению препятствует иная, гораздо меньшая сила трения.

Специальные опыты показали, что чем больше ско­рость продольного скольжения, тем меньше та сила, которая противодействует скольжению вбок, тем менее устойчивым становится автомобиль. При одной и той же скорости продольного скольжения сила трения, тормозя­щая поперечное скольжение, тем меньше, чем медленнее происходит это поперечное скольжение. При всё большем замедлении поперечного скольжения сила трения стре­мится к нулю.

Что же получается? При быстром продольном сколь­жении трение для медленного поперечного скольжения ведёт себя как жидкое трение. Для поперечного сколь­жения пропадает застой (рис. 22). По этой же причине соскакивает со шкива приводной ремень, если шкив «заело» и ремень должен по нему скользить.

Мы не даром разбирали приведённые выше примеры. Они помогли нам понять, каким образом можно устранить застой. Чтобы сделать сухое трение похожим на жидкое, нужно, оказывается, создать быстрое скольжение в направлении, поперечном к тому, в котором мы хотим устранить застой. Это явление было исследовано

Н. Е. Жуковским и носит название «явления Жуковско­го». Его применяют конструкторы приборов. В одной из

Конструкций точного прибора — гирокомпаса — застой устранён тем, что вертикальную ось прибора заставляют быстро скользить вверх и вниз вдоль под­шипника, толкая её снизу пульсирующей струёй масла. При этом сила трения скольжения, тормозящая вращение оси в подшипнике, приобретает характер силы жидкого трения; застоя при повороте прибора вокруг оси не получается. Прибор отзывается на самые слабые воздей­ствия. Есть и другие приборы, использующие этот способ устранения застоя при сухом трении.