สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานจลน์คืออะไร

ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานจลน์เป็นตัวแปรไม่มีหน่วยตามคุณสมบัติของวัสดุที่ใช้ในการคำนวณแรงเสียดทานแบบเลื่อน มันใช้ได้กับกลไกแบบคลาสสิกของวัตถุแข็ง การเพิ่มค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานจลน์โดยแรงปกติบนวัตถุจะให้แรงเสียดทานจลน์ แรงเสียดทานจลน์จึงขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัสดุและแรงปกติของวัตถุ

มันเป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องทราบว่าสัมประสิทธิ์ของแรงเสียดทานจลน์เป็นแนวคิดของกลศาสตร์คลาสสิกและเป็นส่วนหนึ่งของทฤษฎีที่ผลิตจากการสังเกตการทดลอง กลศาสตร์คลาสสิกส่วนใหญ่ได้รับการพัฒนาโดยนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษชื่อไอแซกนิวตันและโคตรของเขาในศตวรรษที่ 17 วัตถุเกี่ยวข้องกับการโต้ตอบของวัตถุขนาดใหญ่ที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่ค่อนข้างต่ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกลไกแบบคลาสสิกของของแข็งแข็งนำไปใช้กับค่าสัมประสิทธิ์นี้ วินัยย่อยของกลศาสตร์คลาสสิกนี้สามารถอธิบายถึงแรงเสียดทานที่เกิดจากของแข็งสองตัวเลื่อนเข้าหากันและไม่สนใจแรงที่เกิดจากของเหลวใด ๆ

ภายในโดเมนนี้ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานจลน์สามารถให้การทำนายที่แม่นยำมาก หากต้องพิจารณาของเหลวจะต้องนำเสนอกลศาสตร์ของไหล ถ้าเครื่องชั่งที่เกี่ยวข้องมีขนาดเล็กมากกลศาสตร์ควอนตัมสามารถแก้ไขปัญหาแทรกซ้อนที่เกี่ยวข้องได้

แรงที่เกิดจากแรงเสียดทานจลน์เท่ากับผลคูณของตัวแปรสองตัว ที่แรกก็คือสัมประสิทธิ์ของแรงเสียดทานจลน์และที่สองคือแรงปกติ แรงปกติคือแรงที่มาจากพื้นผิวของวัตถุเพื่อป้องกันไม่ให้วัตถุอื่นเคลื่อนที่ผ่านมัน ในกรณีที่มีแรงโน้มถ่วงเป็นแรงแนวตั้งจากพื้นดินที่ป้องกันไม่ให้วัตถุหล่นลงมาอีก แรงนั้นเท่ากับน้ำหนักความโน้มถ่วงของวัตถุที่สัมผัสกับพื้นเสมอ ดังนั้นวัตถุสามารถอยู่นิ่งได้เนื่องจากแรงโน้มถ่วงถูกยกเลิกโดยแรงปกติ

สูตรสำหรับแรงเสียดทานจลน์ไม่รวมความเร็วหรือขนาดของวัตถุ ซึ่งหมายความว่าแรงเสียดทานบนวัตถุแบบเลื่อนนั้นไม่ขึ้นอยู่กับความเร็วในการเคลื่อนที่ของวัตถุ แรงเสียดทานบนกล่องจะเท่ากันไม่ว่าจะเลื่อนที่หนึ่งไมล์หรือกิโลเมตรต่อชั่วโมงหรือสองชั่วโมง ในทำนองเดียวกันแรงไม่ขึ้นอยู่กับพื้นที่ของวัตถุที่สัมผัสกับพื้น มันจะเหมือนกันไม่ว่าจะเป็นกล่องแบนและกว้างหรือสูงและผอม

สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานจลน์ติคเป็นสมบัติเชิงประจักษ์ของวัสดุที่เกี่ยวข้อง ซึ่งหมายความว่ามันเป็นเพียงเรื่องของวัสดุที่ประกอบขึ้นเป็นพื้นผิวสัมผัสทั้งสอง นอกจากนี้ค่าสัมประสิทธิ์ดังกล่าวได้มาจากการทดลองมากกว่าทฤษฎี สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานจลน์โดยทั่วไปจะเขียนด้วยตัวอักษรกรีก mu พร้อมตัวห้อย k

เมื่อได้รับวัสดุที่เหมือนกันแรงจากแรงเสียดทานจลนศาสตร์จะขึ้นอยู่กับแรงปกติที่ใช้กับวัตถุเท่านั้น ในกรณีของแรงโน้มถ่วงบนพื้นผิวโลกแรงจะขึ้นอยู่กับมวลของวัตถุ วัตถุที่หนักกว่านั้นมีแรงเสียดทานแบบสไลด์มากกว่าสัดส่วนที่เบากว่า