Hva er statisk friksjon?
Statisk friksjon er en kraft som motstår bevegelse av to objekter mot hverandre når objektene opprinnelig er i ro. Et enkelt eksempel er en treblokk som sitter på en rampe - en styrke må brukes for å få blokken til å gli ned rampen. Et annet begrep, kinetisk friksjon, gjelder kraften som motsetter seg gjenstander som allerede beveger seg mot hverandre. Styrken til disse kreftene kan beregnes og er kjent som friksjonskoeffisienten. I virkelige situasjoner er koeffisienten for statisk friksjon nesten alltid funnet å være større enn for kinetisk, men i nøye kontrollerte eksperimenter, der overflatene til objektene har blitt grundig rengjort, vil de to generelt ikke bevege seg.
typisk, som den kraften bruker en objekt på en overflate.
Typisk er det som den er en gjenstand. Etter et visst punkt vil imidlertid objektet begynne å bevege seg, og på dette tidspunktet er friksjonskraften wdårlig fall, slik at mindre kraft er nødvendig for å holde gjenstanden i bevegelse. For eksempel kan friksjonskraften samsvare med den påførte kraften opptil 50 Newtons - kraften måles i Newtons (N) - men deretter kan den falle til 40 N. Derfor er en kraft på litt over 50 N pålagt å få objektet i bevegelse, men deretter vil litt over 40 N være tilstrekkelig.
Beregning av koeffisienten
Statisk friksjonskoeffisienter kan beregnes for et hvilket som helst solid materiale eller par materialer. En koeffisientverdi kan derfor gjelde tre på tre, stål på stål eller stål på tre. En måte å beregne verdien for et par materialer er å plassere en blokk med det ene materialet på en rampe laget av det andre - for et enkelt materiale vil blokken og rampen være laget av samme stoff. Hellingen på rampen økes gradvis, til blokken glir ned. Vinkelen som dette skjer kan da være ossED for å beregne koeffisienten for statisk friksjon.
Koeffisienten, når den brukes i formler og ligninger, får symbolet μ - den greske bokstaven MU. Det brukes vanligvis et abonnement for å skille de to: μ s indikerer statisk friksjon, mens μ
Faktorer som påvirker friksjon
En rekke faktorer bidrar til statisk friksjon, men vanligvis er den viktigste råheten på overflatene. Selv når det er glattet, annerledesMaterialer vil variere når det gjelder de fine detaljene på overflatene. Rent praktisk er ingen overflate helt jevn, men noen vil ha større uregelmessigheter enn andre. Forskjellen er i noen tilfeller åpenbar: for eksempel har et silkeark en veldig jevn tekstur som skaper mindre friksjon, mens en tørr asfaltvei er grov, og genererer mer motstand mot bevegelse. Andre faktorer inkluderer elektrostatisk tiltrekning og typer svake kjemiske bindinger som kan dannes mellom overflater.
eksempler
Mange mennesker er kjent med statisk friksjon, siden de møter den på nesten daglig basis; For eksempel er det på jobb når noen skyver en bok over et bord. Opprinnelig må det utøves en liten mengde kraft for å få boken til å bevege seg, men når den er i bevegelse, kommer kinetisk friksjon i spill, og mindre innsats vil bli pålagt å flytte den. Mengden kraften som kreves kan variere i henhold til omstendighetene. For eksempel, hvis en bok har et bibliotekomslag på den og den ble fuktig, er detWet Book vil kreve mer kraft for å bevege seg, mens en helt ny pocketbok kan gli veldig lett over et tørt trebord med en lakkert overflate.
Tabeller av statiske og kinetiske friksjonskoeffisienter er tilgjengelige for mange vanlige materialer og kombinasjoner derav. En høyere verdi indikerer større friksjon, slik at mer kraft må brukes for å forårsake bevegelse. For eksempel er μ s for aluminium på aluminium 1,05 - 1,35, noe som er veldig høy, mens verdien for polytetrafluoroetylen (PTFE) på PTFE er 0,04, noe som er ekstremt lavt og gjør den veldig glatt. Det er vanskelig å skyve en stoppet bil i bevegelse på grunn av den forsettlige friksjonen mellom dekkene og bakken; Dette gir sjåføren mer kontroll og gjør bilen mindre sannsynlig å skli.
Beregning av bremseavstand
Et eksempel på anvendelse av statisk friksjon er å beregne bryteavstanden for en bil med en gitt hastighet og i bestemte forhold. Under normale omstendigheterNCES, når dekkene slår på veien, gjelder statisk, snarere enn kinetisk, friksjon. Μ s for et tørt dekk på en tørr vei er omtrent 1,00, mens verdien for et vått dekk på en våt vei bare er 0,2 - dette betyr at bruddavstanden vil være fem ganger større under våte forhold. Under tørre forhold har en bil som kjører på 31 miles per time (50 km / t) en bremseavstand på 10 meter), mens bremseavstanden under 50 meter var 164 meter). Når dekkene glir, i stedet for å rulle, langs overflaten - som det kan være tilfelle under isete forhold - er det kinetisk friksjon som er viktig.