Мы ознакомились с силой сухого трения между соприкасающимися твердыми телами. Но часто твердые тела движутся, соприкасаясь не с твердыми телами, а с жидкостями или газами, например самолет в воздухе, корабль на воде. При таких движениях тоже возникает сила, параллельная поверхности соприкосновения и направленная в сторону, противоположную относительной скорости тела. Этим она напоминает силу сухого трения. Ее часто так и называют: сила жидкого трения. Но по своему характеру она заметно отличается от нее. Поэтому мы и назвали ее силой сопротивления, а не силой трения.
При движении твердого тела в жидкости или газе сила трения покоя не возникает. Это значит, что даже самая малая сила, приложенная к телу, сообщает ему ускорение.
рис. 1
Многие знают по собственному опыту, что, находясь на плоту, можно сравнительно небольшим усилием оттолкнуться шестом от берега. Но не стоит и пытаться иа том же плоту таким же способом перемещаться по суше. Отсутствие в жидкостях силы трения покоя легко наблюдать на следующем опыте. Положим небольшой деревянный брусок на поду в широком сосуде (рис. 1). Брусок легко привести в движение (изменить его скорость) даже очень малой силой: достаточно подуть на него или толкнуть бумажной полоской. Но если тот же брусок положить иа стол, то его можно привести в движение, только приложив к нему достаточно большую силу, превышающую максимальную силу трения покоя.
Таким образом, сила сопротивления жидкостей и газов действует только при относительном движении, и, как уже указывалось, она направлена против относительной скорости.
В отличие от силы сухого трения сила сопротивления в жидкости или в газе зависит не только от направления, но и от абсолютного значения скорости. При небольших скоростях сила сопротивления пропорциональна скорости, а при больших скоростях она пропорциональна уже квадрату скорости.
Кроме того, сила сопротивления в большой мере зависит от формы тел.
рис. 2
На рисунке 2 показаны три тела с одинаковыми площадями поперечного сечения. Но если эти три тела будут двигаться в жидкости или в газе с одинаковыми скоростями, то окажется, что наибольшая сила сопротивления действует на плоскую шайбу (верхний рисунок), а наименьшая - на тело каплеобразной формы (нижний рисунок).
Геометрическую форму тела, при которой сила сопротивления мала, называют обтекаемой формой. Самолетам, автомобилям и другим машинам, движущимся с большими скоростями в воздухе или в воде, стараются поэтому придать обтекаемую форму, а их поверхности тщательно заглаживают. Это помогает уменьшить силу сопротивления.