สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานคืออะไร?

แรงเสียดทานคือแรงต้านทานความร้อนที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของพื้นผิวสัมผัสทั้งสองซึ่งกันและกัน มันเป็นผลทางอ้อมของหนึ่งในสี่พลังพื้นฐานที่รู้จัก แรงเสียดทานของระบบเป็นไปไม่ได้ที่จะกำหนดล่วงหน้าอย่างเคร่งครัดจากหลักการแรกของทฤษฎี ในทางคณิตศาสตร์การแสดงออกของแรงเสียดทานรวมถึงค่าคงที่เดียวที่รวมปัจจัยเชิงสาเหตุทั้งหมด - สัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน (COF) ซึ่งเป็นสัญลักษณ์ของตัวอักษรกรีกμ สมการนี้เขียนเพียงแค่ f _x = μ _x F โดยที่ f _x กำหนดรูปแบบและการวัดความเสียดทานขณะที่ F เป็นแรงตั้งฉากหรือ "ปกติ" แรงที่กระทำโดยทั้งสองพื้นผิว

สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานทั้งหมดไม่มีปริมาณสเกลาร์ ปัจจัยที่เอื้อต่อการต่อต้านของแต่ละบุคคลนั้นมีคำอธิบายหรือปริมาณที่สมบูรณ์ แรงพื้นฐานที่รับผิดชอบแรงเสียดทานส่วนใหญ่เป็นแรงที่ทำให้เกิดพันธะเคมีซึ่งก็คือแรงสถิต ในการพิจารณาเบื้องต้นดูเหมือนว่าแรงโน้มถ่วงนั้นเป็นที่มาของแรงเสียดทานเนื่องจากแรงโน้มถ่วงที่ลดลงเนื่องจากแรงโน้มถ่วงเป็นที่มาของตัวแปร F ที่จริงแล้วค่าสัมประสิทธิ์เป็นการวัด "ความหนืด" ระหว่างพื้นผิวทั้งสองและ ที่ถูกกำหนดในระดับกล้องจุลทรรศน์โดยค่าไฟฟ้าพุ่งเพื่อป้องกันการเคลื่อนไหวโดย "ผูกพัน" พวกเขาเข้าด้วยกัน การยึดเกาะดังกล่าวเป็นลักษณะของกาวที่ใช้ยึดประสานสองพื้นผิวเข้าด้วยกัน

ในกรณีนี้จะแสดงให้เห็นได้ดีจากพอลิเมอร์สมัยใหม่ polytetrafluoroethylene (PTFE) รู้จักกันดีที่สุดภายใต้ชื่อแบรนด์ของ DuPont ™, Teflon®, PTFE จัดแสดงเฉพาะกองกำลังไฟฟ้าสถิตที่กระจายตัวได้อย่างน่าดึงดูดในลอนดอน สิ่งนี้ทำให้ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของ PTFE เป็นที่รู้จักในหมู่ "สามอันดับแรก" - ประมาณ 0.05-0.10 หากค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานเป็นผลผลิตของแรงโน้มถ่วงเคมีของพื้นผิวจะไม่สำคัญและสารดังกล่าวจะไม่สำคัญทางเศรษฐกิจเท่าที่ควร

มีหลายวิธีในการลดแรงเสียดทานโดยไม่ต้องเปลี่ยนวัสดุที่ทำจากพื้นผิว ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสำหรับระบบอาจลดลงได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยการให้ชั้นหล่อลื่นบาง ๆ หรืออีกวิธีหนึ่งก็สามารถลดแรงเสียดทานได้โดยการแทรกผ้าห่มก๊าซระหว่างพื้นผิวซึ่งจะช่วยลดน้ำหนักที่ปรากฏบนพื้นผิวด้านบนและลดข้อบกพร่องในการผลิตเช่นความขรุขระของพื้นผิว การเปลี่ยนแปลงของน้ำหนักที่มีประสิทธิภาพจะช่วยลดแรงปกติในขณะที่การขาดของข้อบกพร่องเปลี่ยนค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน ทั้งศาสตร์ลดแรงเสียดทานทางคณิตศาสตร์ วิศวกรได้ใช้ปรากฏการณ์ก๊าซเลเยอร์ในการพัฒนาเรือที่แล่นได้อย่างรวดเร็วสำหรับการเดินทางข้ามพื้นผิวทั้งทางบกและทางน้ำ