Hva er kinetisk friksjonskoeffisient?

Kinetisk friksjonskoeffisient er en enhetsløs variabel basert på materialegenskaper som brukes til å beregne kraften til glidende friksjon. Det gjelder den klassiske mekanikken til stive gjenstander. Å multiplisere kinetisk friksjonskoeffisient med normalkraften på et objekt vil gi den kinetiske friksjonskraften. Kinetisk friksjon avhenger derfor bare av materialegenskaper og normalkraften på en gjenstand.

Det er viktig å merke seg at koeffisienten for kinetisk friksjon er et begrep om klassisk mekanikk og del av en teori produsert fra eksperimentelle observasjoner. Klassisk mekanikk ble i stor grad utviklet av den britiske fysikeren Isaac Newton og hans samtidige på 1600-tallet. Faget tar for seg samspillet mellom store objekter som beveger seg i relativt lave hastigheter. Spesielt gjelder den klassiske mekanikken i stive faste stoffer for denne koeffisienten. Denne underdisiplinen i klassisk mekanikk kan beskrive friksjonen som følge av to faste stoffer som glir mot hverandre, og den ignorerer krefter produsert av eventuelle væsker.

Innenfor dette domenet kan kinetisk friksjonskoeffisient gi svært nøyaktige forutsigelser. Hvis væsker skal vurderes, må fluidmekanikkfeltet innføres. Hvis de involverte skalaene er ekstremt små, kan kvantemekanikk løse de tilhørende komplikasjonene.

Kraften produsert av kinetisk friksjon er lik produktet av to variabler. Den første er kinetisk friksjonskoeffisient, og den andre er normalkraften. En normal kraft er kraften som tilføres av et objekts overflate for å hindre at en annen gjenstand beveger seg gjennom den. Når det gjelder tyngdekraften, er det den vertikale kraften fra bakken som hindrer gjenstander i å falle lenger ned. Kraften er alltid lik gravitasjonsvekten til en gjenstand i kontakt med bakken; derfor kan et objekt forbli i ro fordi gravitasjonskraften nøyaktig er kansellert av normalkraften.

Formelen for kinetisk friksjon inkluderer ikke objektets hastighet eller størrelse. Dette betyr at friksjonskraften på et skyveobjekt er uavhengig av hvor raskt den beveger seg. Friksjonskraften på en boks vil være den samme uansett om den glir på en kilometer eller kilometer i timen eller to. Tilsvarende avhenger ikke styrken av et objekts område i kontakt med bakken. Det vil være det samme om en boks er flat og bred eller høy og tynn.

Selve kinetisk friksjonskoeffisient er en empirisk egenskap til de involverte materialene. Dette betyr at det bare er et spørsmål om hvilke materialer som utgjør de to kontaktflatene. Videre er slike koeffisienter avledet fra eksperiment snarere enn teori. Kinetisk friksjonskoeffisient er vanligvis betegnet med den greske bokstaven mu med underskrift k .

Gitt identiske materialer, avhenger kraften fra kinetisk friksjon bare av den normale kraften som påføres et objekt. Når det gjelder tyngdekraften på jordoverflaten, vil kraften bare avhenge av en objekts masse. Tyngre gjenstander har proporsjonalt mer skyvefriksjon enn lettere gjenstander.