Qual è il coefficiente di attrito?
L'attrito è la forza resistiva che produce calore generata dal movimento di due superfici di contatto l'una contro l'altra. È indirettamente il prodotto di una delle quattro forze fondamentali conosciute. L'attrito di un sistema è impossibile predeterminare rigorosamente dai primi principi teorici. Matematicamente, l'espressione per attrito include una singola costante che incorpora tutti i fattori causali: un coefficiente di attrito (COF), simboleggiato dalla lettera greca, μ. L'equazione è semplicemente scritta f x = μ x f, dove f x definisce la forma e la misura dell'attrito, mentre F è la forza perpendicolare o "normale" esercitata da entrambe le superfici, una sull'altra.
Tutti i coefficienti di frizione sono dimensioni senza dimensioni; I fattori che contribuiscono agli individui resistono alla spiegazione o alla quantificazione completa. La forza fondamentale responsabile della maggior parte dell'attrito è anche quella che consente la formazione di legami chimici: il FOR elettrostaticoe. A prima vista, potrebbe sembrare che la gravità sia la fonte di attrito, poiché la forza verso il basso dovuta alla gravità è la fonte della variabile F. In realtà, tuttavia, il coefficiente è una misura della "viscosità" tra le due superfici, e che è determinata a livello microscopico dalle cariche elettriche che tendono a impedire il movimento "legandoli insieme. Tale legame è una caratteristica degli adesivi usati per cementare due superfici insieme.
Che questo è il caso è ben illustrato dal moderno polimero, Politetrafluoroetilene (PTFE). Meglio noto con il marchio DuPont ™, Teflon®, PTFE mostra solo le forze elettrostatiche di dispersione di Londra molto attraenti. Ciò dà a PTFE un coefficiente di attrito tra i "primi tre" noti-circa 0,05-0,10. Se il coefficiente di attrito fosse il prodotto della gravità, la chimica delle superfici non lo farebbemateria e sostanze che non sarebbero così economicamente importanti come sono.
Ci sono modi per abbassare l'attrito senza, in un certo senso, cambiare i materiali da cui vengono realizzate le superfici. Il coefficiente di attrito per un sistema può essere effettivamente ridotto fornendo un sottile strato di lubrificante. In alternativa, è spesso possibile ridurre l'attrito inserendo una coperta di gas tra le superfici, che riduce il peso apparente della superficie in cima ed elimina i difetti di produzione, come la rugosità superficiale. Il cambiamento nel peso efficace abbassa la forza normale, mentre la mancanza di difetti cambia il coefficiente di attrito; Entrambi abbassano matematicamente la forza di attrito risultante. Gli ingegneri hanno utilizzato il fenomeno dello strato di gas per sviluppare hovercraft per viaggiare su superfici terrestri e idriche.