Разбор формулы и теория
Сила трения возникает там, где одно тело соприкасается с другим и пытается сдвинуться или уже движется. В школьном курсе различают три вида: трение покоя, трение скольжения и трение качения. Сила трения покоя не постоянна: пока внешняя сила мала, трение покоя равно ей по модулю и противоположно по направлению, а тело стоит на месте. Растёт внешняя сила — растёт и трение покоя, но лишь до предела F_max = μₚ·N. Как только приложенная сила превысила этот предел, тело срывается с места, и дальше действует сила трения скольжения F = μ·N, которая почти не зависит от скорости и от площади соприкосновения. Именно поэтому в задачах коэффициент трения покоя обычно чуть больше коэффициента трения скольжения. Ключевая величина в формуле — N, сила нормального давления. На горизонтальной поверхности без дополнительных вертикальных сил N = m·g. Если тело прижимают сверху силой P, то N = m·g + P, если тянут вверх под углом — N = m·g − F·sin α. На наклонной плоскости вес раскладывают на две составляющие: перпендикулярную поверхности m·g·cos α (её уравновешивает реакция опоры) и направленную вдоль склона m·g·sin α (она стремится стащить тело вниз). Отсюда важное следствие: тело начнёт соскальзывать, когда m·g·sin α > μ·m·g·cos α, то есть когда tg α > μ. Масса при этом сокращается — угол начала скольжения зависит только от коэффициента трения. Этот угол называют углом трения, и на нём основан школьный способ измерения μ: наклоняют доску до момента срыва бруска и берут тангенс угла.