نیروی اصطکاک

انواع اصطکاک

نیروی اصطکاک ایستایی

{displaystyle f=mu N,}

هرگاه به جسمی که بر یک سطح افقی در حالت سکون است نیروی افقی وارد شود و جسم حرکت نکند و در حال سکون باقی بماند، نشانگر آن است که برآیند نیروهای وارده بر آن صفر است. پس نیرویی به اندازه نیروی وارده، بر جسم وارد میشود که نیروی F را خنثی میکند. این نیرو، نیروی اصطکاک ایستایی نامیده میشود و از برهمکنش بین دو سطحی که نسبت به هم ساکن هستند و با هم در تماساند بهوجود میآید.

اگر نیروی F را بزرگتر کنیم بهطوری که جسم در آستانه حرکت قرار گیرد، در این حالت نیروی اصطکاک در آستانه حرکت نامیده میشود.

نیروی در آستانه حرکت در یک نقطه اتفاق میافتد که مشخصهای برای محاسبه ضریب اصطکاک ایستایی میباشد، چنانچه نیروی اعمالی به جسم بیشتر از حد آستانه حرکت شود ضریب اصطکاک جنبشی درگیر خواهد شد که مقدار آن از مقدار ایستایی کمتر است همچنین شتاب جسم در آستانهٔ حرکت صفر میباشد.

نیروی اصطکاک جنبشی

با حرکت جسم جامد بر سطح جسم جامدی دیگر، نیرویی موازی سطح تماس به هریک از دو جسم از طرف جسم دیگر، وارد میشود که نیروی اصطکاک جنبشی نام دارد. نیروی اصطکاک جنبشی از برهمکنش بین دو سطحی که نسبت به هم متحرک میباشند و با هم تماس دارند به وجود میآید. جهت نیروی اصطکاک جنبشی در خلاف جهت حرکت جسم است.

• در اکثر اوقات نیروی اصطکاک ایستایی بزرگتر از نیروی اصطکاک جنبشی است. طبق قانون اول نیوتن که قانون اینرسی هم نامیده میشود، جسم در حال سکون تمایل دارد در حالت سکون باقی بماند و چنانچه حرکت یکنواخت دارد به حرکت خود ادامه دهد. زمانی که به جسمی ساکن نیرو وارد میشود تا شروع به حرکت کند باید بر نیروی اینرسی و نیروی اصطکاک غلبه کرد. اما زمانی که جسم در حال حرکت یکنواخت و بدون شتاب است تنها غلبه بر نیروی اصطکاک وجود دارد، پس به نیروی کمتری نیاز خواهد بود.

تقسیمبندی دیگری هم وجود دارد:

اصطکاکِ خشک

هرگاه بین دو جسم ماده سومی مانند روغن، آب و.. وجود نداشته باشد، اصطکاک بهوجود آمده را اصطکاکِ خشک مینامند.

اصطکاکِ تر

اگر بین دو جسم ماده سومی مانند روغن، آب و... وجود داشته باشد، اصطکاک بهوجود آمده را اصطکاکِ تر مینامند.

عملکرد اصطکاک

در خصوص نحوهٔ عملکرد نیروی اصطکاک در برخی منابع این گونه بیان شده است که علت وجود نیروی اصطکاک بین دو سطح در حال تماس جوش سرد است.^[۱]

برخی مواقع اصطکاک بین اجسام میتواند به باردار شدن آنها بینجامد (مثل مالش پارچه به شیشه یا مالشی که بین ابرها رخ میدهد) و لذا از این لحاظ میتوان بیان داشت که اصطکاک به نحوی با نیروهای الکترومغناطیس مرتبط است.

ضریب اصطکاک

ضریب اصطکاک (به انگلیسی: Coefficient of friction) (COF) عبارت است از مقدار نیروی عمودی بخش بر نیروی اصطکاک. طبق نظریه کولمب ضریب اصطکاک هر ماده ثابت است. با این وجود آزمایشهای انجام شده نشان میدهد ضریب اصطکاک به عواملی از جمله فشار تماس، سرعت لغزش، دما، تعداد چرخههای بارگذاری (number of cyclic reversals)، و غیره بستگی دارد.^[۲]