Wat is de wrijvingscoëfficiënt?

Wrijving is de warmteproducerende resistieve kracht die wordt gegenereerd door de beweging van twee contactoppervlakken tegen elkaar. Het is indirect het product van een van de vier bekende fundamentele krachten. De wrijving van een systeem is onmogelijk om strikt vooraf te bepalen van theoretische eerste principes. Wiskundig omvat de uitdrukking voor wrijving een enkele constante die alle oorzakelijke factoren bevat - een wrijvingscoëfficiënt (COF), gesymboliseerd door de Griekse letter, μ. De vergelijking is eenvoudig geschreven f _x = μ _x f, waarbij f _x de vorm en mate van wrijving definieert, terwijl f de loodrechte of "normale" kracht is die door beide oppervlakken wordt uitgeoefend, de ene op de andere. Individuele bijdragende factoren verzetten zich tegen volledige uitleg of kwantificering. De fundamentele kracht die verantwoordelijk is voor de meeste wrijving is ook degene die de vorming van chemische bindingen mogelijk maakt - de elektrostatische force. Bij de eerste overweging lijkt het erop dat de zwaartekracht de bron van wrijving is, omdat de neerwaartse kracht als gevolg van de zwaartekracht de bron is van de variabele F. Maar de coëfficiënt is echter een maat voor de "plakkerigheid" tussen de twee oppervlakken, en dat wordt bepaald op het microscopische niveau door de elektrische ladingen die de beweging van de elektrische ladingen binden door "bindend" samen te voegen. Dergelijke binding is een kenmerk van lijmen die worden gebruikt om twee oppervlakken samen te cementeren.

dat dit het geval is, wordt goed geïllustreerd door het moderne polymeer, polytetrluorethyleen (PTFE). PTFE, het best bekend onder de merknaam DuPont ™, vertoont alleen de zeer zwak aantrekkelijke dispersie -elektrostatische krachten in Londen. Dit geeft PTFE een wrijvingscoëfficiënt onder de "top drie" bekend-ongeveer 0,05-0,10. Als de wrijvingscoëfficiënt het product van de zwaartekracht was, zou de chemie van de oppervlakken dat niet doenmaterie, en dergelijke stoffen die niet zo economisch belangrijk zouden zijn als ze zijn.

Er zijn manieren om wrijving te verlagen zonder, in zekere zin, de materialen te veranderen waaruit de oppervlakken zijn gemaakt. Wrijvingscoëfficiënt voor een systeem kan effectief worden verminderd door een dunne laag smeermiddel te bieden. Als alternatief is het vaak mogelijk om de wrijving te verlagen door een deken van gas tussen de oppervlakken in te voegen, die het schijnbare gewicht van het oppervlak bovenaan vermindert en productiefouten, zoals oppervlakteruwheid, elimineert. De verandering in effectief gewicht verlaagt de normale kracht, terwijl het gebrek aan fouten de wrijvingscoëfficiënt verandert; Beide verlagen de resulterende wrijvingskracht wiskunde. Ingenieurs hebben het fenomeen gaslaag gebruikt om hovercraft te ontwikkelen voor reizen over zowel land- als wateroppervlakken.