Действует ли сила трения на неподвижный автомобиль?

Да, сила трения может действовать на неподвижный автомобиль, но не всегда и не обязательно в каждый момент. Всё зависит от того, есть ли попытка сдвинуть автомобиль относительно дороги (то есть есть ли внешние силы, которые “тянут” или “толкают” его), и есть ли склонность к скольжению.

1) Какое трение вообще бывает

Для неподвижного автомобиля важны два вида трения:

• Трение покоя — действует, когда поверхность не скользит, но есть тенденция к скольжению. Это “держит” колесо на месте и может иметь разные значения от нуля до некоторого максимума.

• Трение скольжения — действует, когда уже есть скольжение. Для неподвижного автомобиля в нормальной ситуации его нет.

Так что если машина стоит и не скользит, речь идёт именно о трении покоя.

2) Может ли трение покоя быть равным нулю

Да. Если автомобиль стоит на горизонтальной дороге и на него не действует никакая горизонтальная сила (никто не толкает, нет ветра, нет натяжения троса, двигатель не пытается провернуть колёса и т.п.), то не требуется никакая сила, чтобы “удерживать” автомобиль от сдвига. В этом случае сила трения покоя может быть нулевой.

Важно: трение — не “обязательная постоянная сила”, которая всегда есть. Оно возникает в ответ на попытку сдвига.

3) Когда на неподвижный автомобиль трение точно действует

Ситуация A: машина стоит на уклоне

На наклонной плоскости вес машины можно разложить на две составляющие:

• перпендикулярно дороге (прижимает машину),

• вдоль дороги (пытается “скатить” машину вниз).

Вот эта составляющая вдоль уклона пытается сдвинуть автомобиль, и чтобы машина не поехала, возникает сила трения покоя, направленная вверх по уклону. То есть автомобиль неподвижен, а трение действует и уравновешивает “скатывающую” компоненту.

Если уклон слишком большой или сцепление маленькое (лёд), максимального трения покоя может не хватить — тогда начнётся скольжение.

Ситуация B: машину пытаются толкать/тянуть, но она не сдвигается

Если вы упираетесь в машину и толкаете, а она стоит, то:

• вы прикладываете горизонтальную силу,

• в ответ возникает трение покоя между шинами и дорогой, направленное против вашего толкания,

• пока вы не превысили максимум трения покоя, машина не двигается.

Ситуация C: двигатель “пытается” провернуть ведущие колёса, но машина удержана

Например, вы слегка даёте газ, но машина упёрта в бордюр/препятствие или стоит так, что не может тронуться. Колёса получают крутящий момент, появляется тенденция к проскальзыванию, и снова возникает трение покоя (или при срыве — скольжения).

4) “А если включен ручник?”

Ручник сам по себе — это тормозной механизм, он препятствует вращению колёс. Но чтобы машина не поехала по дороге (особенно на уклоне), всё равно нужно, чтобы сила, стремящаяся сдвинуть автомобиль, уравновешивалась. Это обычно делает трение шин о дорогу (трение покоя). Ручник помогает тем, что не даёт колёсам свободно катиться, но удержание относительно земли обеспечивается контактом “шина–дорога”.

5) Короткий итог

• Да, трение может действовать на неподвижный автомобиль, и очень часто действует (например, на уклоне или если на машину давят/тянут).

• Но оно не обязано быть ненулевым: на горизонтали при отсутствии горизонтальных воздействий сила трения может быть 0.

• Если автомобиль неподвижен и не скользит, это почти всегда трение покоя, которое “подстраивается” под ситуацию и становится ровно таким, каким нужно (до своего максимума), чтобы не допустить сдвига.