Наибольший угол
, который полная реакция шероховатой связи
образует с нормалью к поверхности, называется углом трения. Из рис.6 видно,
что
.
Так как
, отсюда находим следующую связь между углом трения
и коэффициентом трения:
При равновесии полная реакцияR, в зависимости от сдвигающих сил,
может проходить где угодно внутри угла трения. Когда равновесие становится
предельным, реакция будет отклонена от нормали на угол .
Конусом трения называют конус, описанный предельной силой реакции
шероховатой связи вокруг направления нормальной реакции.
Если к телу, лежащему на шероховатой поверхности, приложить силуР,
образующую угол α с нормалью (рис. 7), то тело сдвинется только тогда, когда
сдвигающее усилие Psin будет больше
(мы считаем N=Pcos𝛼𝛼,
пренебрегая весом тела). Но неравенство
, в котором
,
выполняется только при
, т.е. при
. Следовательно, никакой
силой, образующей с нормалью угол , меньший угла трения , тело вдоль
данной поверхности сдвинуть нельзя. Этим объясняются известные явления
заклинивания или самоторможения тел.
Рис.7
Для равновесия твёрдого тела на шероховатой поверхности необходимо
и достаточно, чтобы линия действия равнодействующей активных сил,
действующих на твёрдое тело, проходила внутри конуса трения или по его
образующей через его вершину.
Тело нельзя вывести из равновесия любой по модулю активной силой,
если её линия действия проходит внутри конуса трения.
