§ 65. Трение качения.

Возьмем деревянный цилиндр и положим его на стол так, чтобы он касался стола по образующей. В центры оснований цилиндра вставим концы проволочной Вилки и прикрепим к ней снабженный очень легко растяжимой пружиной и, следовательно, очень чувствительный динамометр (рис. 90). Если тянуть за динамометр, то цилиндр покатится по столу. По показаниям динамометра увидим, что нужна весьма небольшая сила тяги, чтобы сдвинуть с места цилиндр и катить его равномерно дальше, — гораздо меньшая, чем при скольжении того же цилиндра, если бы он не мог вращаться и скользил бы по столу. Сила, действующая со стороны стола на катящийся по нему цилиндр, называется силой трения качения. При той же силе давления на стол сила трения качения много меньше силы трения скольжения. Например, при качении стальных колес по стальным рельсам трение качения примерно в 100 раз меньше, чем трение скольжения. Поэтому в машинах стремятся заменить трение скольжения трением качения, применяя так называемые шариковые или роликовые подшипники. На рис. 91 изображен один из таких подшипников.

Рис. 90. Измерение трения качения

Рис. 91. Шариковый подшипник

Рис. 92. Деформации при качении

Происхождение трения качения можно наглядно представить себе так. Когда шар или цилиндр катится по поверхности другого тела, он немного вдавливается в поверхность этого тела, а сам немного сжимается. Таким образом, катящееся тело все время как бы вкатывается на горку (рис. 92). Вместе с тем происходит отрыв участков одной поверхности от другой, а силы сцепления, действующие между этими поверхностями, препятствуют этому. Оба эти явления и вызывают силы трения качения. Чем тверже поверхности, тем меньше вдавливание и тем меньше трение качения.