Co je koeficient kinetického tření?

Koeficient kinetického tření je bezjednotková proměnná založená na materiálových vlastnostech použitých pro výpočet síly kluzného tření. Je aplikovatelný na klasickou mechaniku pevných objektů. Vynásobením koeficientu kinetického tření normální silou na objekt se získá síla kinetického tření. Kinetické tření proto závisí pouze na vlastnostech materiálu a normální síle na předmět.

Je důležité poznamenat, že koeficient kinetického tření je koncept klasické mechaniky a je součástí teorie vytvořené z experimentálních pozorování. Klasická mechanika byla z velké části vyvinuta britským fyzikem Isaacem Newtonem a jeho současníky v 17. století. Předmět se zabývá interakcí velkých objektů pohybujících se při relativně nízkých rychlostech. Na tento koeficient se vztahuje zejména klasická mechanika tuhých látek. Tato dílčí disciplína klasické mechaniky může popsat tření, které je výsledkem vzájemného klouzání dvou pevných látek, a ignoruje síly vyvolané jakýmikoli tekutinami.

V této oblasti může koeficient kinetického tření poskytovat velmi přesné předpovědi. Pokud se má uvažovat o tekutinách, musí být zavedeno pole mechaniky tekutin. Pokud jsou použité stupnice extrémně malé, může kvantová mechanika řešit související komplikace.

Síla vyvolaná kinetickým třením se rovná součinu dvou proměnných. První je koeficient kinetického tření a druhý je normální síla. Normální síla je síla poskytovaná povrchem objektu, který zabraňuje pohybu jiného objektu. V případě gravitace je to vertikální síla ze země, která zabraňuje dalším pádům předmětů. Síla se vždy rovná gravitační hmotnosti předmětu v kontaktu se zemí; proto objekt může zůstat v klidu, protože gravitační síla je přesně zrušena normální silou.

Vzorec pro kinetické tření nezahrnuje rychlost nebo velikost objektu. To znamená, že třecí síla na posuvný objekt je nezávislá na tom, jak rychle se pohybuje. Třecí síla na krabici bude stejná, ať už klouzá rychlostí jedné míle nebo kilometru za hodinu nebo dvě. Podobně síla nezávisí na oblasti objektu v kontaktu se zemí. Bude to stejné, ať je krabice plochá a široká nebo vysoká a tenká.

Samotný koeficient kinetického tření je empirickou vlastností použitých materiálů. To znamená, že jde pouze o to, z jakých materiálů tvoří dva kontaktní povrchy. Kromě toho jsou takové koeficienty odvozeny spíše z experimentu než z teorie. Koeficient kinetického tření je obvykle označen řeckým písmenem mu s indexem k .

Při stejných materiálech závisí síla od kinetického tření pouze na normální síle působící na předmět. V případě gravitace na zemském povrchu bude síla záviset pouze na hmotě objektu. Těžší předměty mají úměrně větší kluzné tření než lehčí předměty.