Qual é o coeficiente de atrito?

O atrito é a força resistiva produtora de calor gerada pelo movimento de duas superfícies de contato uma contra a outra. É indiretamente o produto de uma das quatro forças fundamentais conhecidas. O atrito de um sistema é impossível de predeterminar estritamente a partir dos primeiros princípios teóricos. Matematicamente, a expressão de atrito inclui uma única constante que incorpora todos os fatores causadores - um coeficiente de atrito (COF), simbolizado pela letra grega, μ. A equação é simplesmente escrita f _x = μ _x f, onde f x define a forma e a medida do atrito, enquanto f é a força perpendicular ou "normal" exercida por ambas as superfícies, uma no outro. Fatores contribuintes individuais resistem à explicação ou quantificação completa. A força fundamental responsável pela maioria das atrito também é a que permite a formação de ligações químicas - o forc eletrostáticoe. Em consideração inicial, pode parecer que a gravidade é a fonte de atrito, uma vez que a força descendente devido à gravidade é a fonte da variável F. Na verdade, no entanto, o coeficiente é uma medida da "viscosidade" entre as duas superfícies, e isso é determinado no nível microscópico pelas cargas elétricas para impedir que os “lindam -os” juntos. Essa ligação é uma característica dos adesivos usados ​​para cimentar duas superfícies juntas.

Que esse é o caso é bem ilustrado pelo polímero moderno, o politetrafluoroetileno (PTFE). Mais conhecido com o nome da marca Dupont ™, o Teflon®, o PTFE exibe apenas as forças eletrostáticas de dispersão de Londres muito atraentes. Isso dá ao PTFE um coeficiente de atrito entre os "três principais" conhecidos-aproximadamente 0,05-0,10. Se o coeficiente de atrito fosse o produto da gravidade, a química das superfícies nãomatéria, e substâncias que não seriam tão economicamente importantes quanto são.

Existem maneiras de diminuir o atrito sem, em certo sentido, alterar os materiais dos quais as superfícies são feitas. O coeficiente de atrito para um sistema pode ser efetivamente diminuído, fornecendo uma fina camada de lubrificante. Como alternativa, geralmente é possível diminuir o atrito inserindo uma cobertura de gás entre as superfícies, o que diminui o peso aparente da superfície no topo e elimina falhas de fabricação, como a rugosidade da superfície. A mudança no peso eficaz diminui a força normal, enquanto a falta de falhas altera o coeficiente de atrito; Ambos diminuem matematicamente a força resultante do atrito. Os engenheiros utilizaram o fenômeno da camada de gás para desenvolver hovercraft para viagens por superfícies terrestres e de água.