Внешне трение обусловлено механическим сопротивлением, воз­никающем при относительном перемещении двух соприкасающихся тел в плоскости их касания.

Трение поверхностей, которое иногда называют внешним трени­ем в отличие от внутреннего трения, подразделяется на ювенильное трение свежеобразованных поверхностей, сухое (без смазки или поверхностных слоев другого вещества), граничное на поверхнос­тях нанесенной смазки молекулярной толщины и гидродинамичес­кое (при наличии смазок). Последний вид трения определяется свойствами смазочных слоев, а не природой твердых тел. В даль­нейшем речь будет идти в основном о сухом трении полимеров (без смазки).

Сила сопротивления F, направленная противоположно относи­тельному перемещению тел, называется силой трения. Различают трение скольжения и трение качения. Коэффициент трения сколь­жения f — это безразмерная величина, равная отношению силы трения к силе N нормального давления. Изучением твердых тел занимался еще Леонардо да Винчи, который установил, что сила трения зависит и от давления, и от гладкости трущихся поверхно­стей. Основной закон внешнего трения в виде зависимости силы трения от силы N нормального давления был сформулирован в 1669 г. Амонтоном:

F = fN. (13.1)

Амонтон установил, что коэффициент трения зависит от скорости перемещения тел.

Кулон в 1785 г. обобщил зависимость (13.1), введя в нее посто­янное слагаемое А, выражающее адгезионное схватывание поверх­ностей:

F = A + fN. (13.2)

Он установил зависимость силы трения от природы материала тру­щихся тел, от площади контакта поверхностей, а также зависи­мость начальной силы трения от продолжительности контакта.

Согласно закону Кулона, при N=0 трение все же существует и F=A. Следует отметить, что для идеального сухого внешнего тре­ния f не зависит ни от площади соприкосновения тел, ни от скоро­сти скольжения. Представления о природе внешнего трения изме­нялись по мере углубления взглядов на природу твердых тел.

При рассмотрении фрикционных процессов для характеристики данной пары трения необходимо указывать внешние условия: силу N нормального давления, скорость v перемещения одной трущейся поверхности по другой и температуру Т в плоскости контакта по­верхностей, которые влияют на процесс трения не меньше, чем свой­ства трущихся материалов. Когда тангенциальная сила, лежащая в плоскости соприкосновения двух тел, недостаточна для скольже­ния одного тела относительно другого, возникающая сила трения может быть названа силой трения покоя F0. Она вызвана малыми, частично обратимыми упругими перемещениями в зоне контакта, пропорциональными приложенной силе, и изменяется с увеличени­ем последней от нуля до некоторого максимального значения F0. После того как внешняя сила превысит F0i возникает скольжение.