Co to jest tarcie ślizgowe?
Tarcie to siła, która przeciwdziała ruchowi jednej powierzchni nad drugą. Kiedy jedna powierzchnia porusza się względem drugiej, tarcie jest „kinetyczne” - tarcie ślizgowe. Przeciwnie, jeśli powierzchnie nie poruszają się - lub są w spoczynku - względem siebie, tarcie jest nieruchome. W przypadku tarcia statycznego, jeśli całkowita siła przyłożona do obiektu wynosi „F”, a siła oporu tarcia wynosi „f”, wówczas istnieje pewien współczynnik, μs, taki, że f = μs × F. Jeśli F staje się większy niż f, tarcie statyczne ustępuje tarcia ślizgowego, a wyrażenie matematyczne staje się f = μ k × F, gdzie μ k jest współczynnikiem tarcia kinetycznego lub ślizgowego.
Zauważ, że równania tarcia nie zawierają terminów łatwo identyfikowalnych z przyczynami tarcia. Wynika to z dużej różnorodności zjawisk, które zwiększają tarcie. Obejmują one interakcje powierzchniowe wynikające z „przyczepności”, „orki” i „deformacji chropowatości”. Adhezja odnosi się do składnika tarcia ślizgowego, które powstaje w wyniku przyciągania elektrostatycznego atomów. Siły o charakterze adhezyjnym między dwiema powierzchniami mogą być słabe - jak w przypadku powłok powlekanych Teflonem lub olejowanych - lub dość mocne, zasadniczo nieskończone - w przypadku silnych klejów.
Dwie w większości nienaruszone powierzchnie mają niedoskonałości - szorstkość lub szorstkość powierzchni - zwane szczelinami. Mogą się one blokować przynajmniej na krótko. Istnieją dwa mechanizmy, które wciąż umożliwiają poruszanie się takich powierzchni względem siebie, powodując tarcie ślizgowe, bez zatrzymywania się. Jednym z nich jest odkształcenie plastyczne, w którym przeszkoda jest tymczasowo odsunięta na bok. Drugi to orka, w której jedna cecha powierzchniowa usuwa niedoskonałość drugiej powierzchni, podobnie jak pług rolnika wykopuje brud pod ostrzem, umożliwiając ruch.
Kiedy dwie spoczynkowe powierzchnie pokonają siłę tarcia statycznego, angażują się w tarcie ślizgowe. Tak jest, dopóki powierzchnie są w kontakcie, a siła pozostaje wystarczająco duża, aby kontynuować akcję. W większości rzeczywistych zastosowań siła tarcia statycznego tuż przed rozpoczęciem ruchu jest większa niż siła tarcia ślizgowego. Stwierdzono jednak, że jeśli niedoskonałości powierzchni zostaną starannie zminimalizowane, poziom siły, jaki należy osiągnąć, aby zainicjować tarcie ślizgowe, jest mniej więcej taki sam, jak wymagany do jego utrzymania.
W pracy działają inne siły, które w pewnym sensie mogą być postrzegane jako tarcie ślizgowe. Na przykład pole magnetyczne może wytwarzać coś, co można uznać za rodzaj „tarcia” na dynama. Powstaje niewielki komponent hamowania magnetycznego. Zazwyczaj jest to klasyfikowane jako „tłumienie magnetyczne”, a nie jako tarcie ślizgowe.