Statik sürtünme, nesneler başlangıçta hareketsizken iki nesnenin birbirine karşı hareketine direnç gösteren bir kuvvettir. Basit bir örnek, bir rampanın üzerinde oturan ahşap bir bloktur - bloğun rampadan aşağı kaymasını sağlamak için bir kuvvet uygulanmalıdır. Diğer bir terim olan kinetik sürtünme, zaten birbirine karşı hareket eden nesnelere karşı çıkan kuvvete uygulanır. Bu kuvvetlerin gücü hesaplanabilir ve sürtünme katsayısı olarak bilinir. Gerçek hayattaki durumlarda, statik sürtünme katsayısının hemen hemen her zaman kinetik için olduğundan daha büyük olduğu bulunmuştur, ancak nesnelerin yüzeylerinin iyice temizlendiği dikkatli bir şekilde kontrol edilen deneylerde, ikisi genellikle aynıdır.
Tipik olarak, bir yüzeydeki bir nesneye uygulanan kuvvet arttıkça, statik sürtünme kuvveti, nesnenin hareket etmemesi için ilk olarak eşleşecek şekilde artacaktır. Bununla birlikte, belirli bir noktadan sonra, nesne hareket etmeye başlayacak ve bu noktada sürtünme kuvveti düşecek ve nesnenin hareket etmesini sağlamak için daha az kuvvet gerekli olacaktır. Örneğin, sürtünme kuvveti, uygulanan kuvveti 50 tona kadar eşleştirebilir - kuvvet, Newton (N) cinsinden ölçülür - daha sonra, 40 N'ye düşebilir. Bu nedenle, nesneyi elde etmek için yaklaşık 50 N'ın üzerinde bir kuvvet gerekir hareketli, ancak bundan sonra, sadece 40 N'den fazlası yeterli olacaktır.
Katsayının Hesaplanması
Statik sürtünme katsayıları herhangi bir katı malzeme veya bir çift malzeme için hesaplanabilir. Bu nedenle, katsayı değeri, ahşap üzerindeki ahşap, çelik üzerindeki çelik veya ahşap üzerindeki çelik için geçerli olabilir. Bir çift malzeme için değeri hesaplamanın bir yolu, bir malzemeden bir bloğunu diğerinden yapılmış bir rampanın üzerine koymaktır - tek bir malzeme için, blok ve rampa aynı maddeden yapılır. Blok aşağı kayıncaya kadar, rampadaki eğim kademeli olarak artar. Bunun gerçekleştiği açı, statik sürtünme katsayısını hesaplamak için kullanılabilir.
Formül ve denklemlerde kullanıldığında katsayıya μ - Yunanca mu harfi sembolü verilir. Genellikle bir ikisini ayırmak için bir alt yazı kullanılır: μ s statik sürtünmeyi gösterirken μ k kinetik sürtünme anlamına gelir. Örneğin, çelik üzerindeki çelik 0.74 s 0.74, bu malzemenin 0.5 k değeri 0.57'dir. Bu değerler tipik gerçek yaşam durumları içindir ve koşullara bağlı olarak biraz değişebilir. Value değeri yüzeydeki düzensizlikler, kir ve diğer maddelerin izlerinden etkilenebileceğinden, value k değeri daha kesin olarak kabul edilir ve genellikle basit bir sürtünme katsayısı gerektiğinde verilir.
Sürtünmeyi Etkileyen Faktörler
Statik sürtünmeye katkıda bulunan birçok faktör vardır, ancak genellikle en önemlisi yüzeylerin pürüzlülüğüdür. Düzleştirildiği zaman bile, farklı malzemeler yüzeylerinin ince ayrıntıları bakımından değişecektir. Pratik açıdan, hiçbir yüzey tamamen pürüzsüz değildir, ancak bazılarının diğerlerinden daha büyük düzensizlikleri olacaktır. Aradaki fark, bazı durumlarda açıktır: örneğin, ipek bir tabaka, daha az sürtünme yaratan çok yumuşak bir yapıya sahipken, kuru asfalt bir yol kabadır ve harekete daha fazla direnç sağlar. Diğer faktörler elektrostatik çekim ve yüzeyler arasında oluşabilecek zayıf kimyasal bağ türlerini içerir.
Örnekler
Pek çok insan, neredeyse günlük olarak karşılaştıkları için statik sürtünmeye aşinadır; örneğin, birisi bir masanın üzerine bir kitap kaydırdığında işte olur. Başlangıçta, kitabın hareket etmesini sağlamak için küçük bir kuvvet uygulanmalıdır, ancak hareket ettikten sonra kinetik sürtünme devreye girer ve onu hareket ettirmek için daha az çaba gerekir. Gereken kuvvet miktarı koşullara göre değişebilir. Örneğin, bir kitabın üzerinde bir kütüphane kapağı varsa ve nemliyse, ıslak kitabın taşınması için daha fazla kuvvet gerekirken, yepyeni bir karton kapaklı kitap cilalı yüzeye sahip kuru bir ahşap masa üzerinde çok kolay kayabilir.
Statik ve kinetik sürtünme katsayılarının tabloları birçok ortak malzeme ve bunların kombinasyonları için mevcuttur. Daha yüksek bir değer daha yüksek sürtünmeyi gösterir, böylece harekete neden olmak için daha fazla kuvvet uygulanması gerekir. Örneğin, alüminyumdaki alüminyum için μ s 1.05 - 1.35'tir, bu çok yüksektir, PTFE üzerindeki politetrafloroetilen (PTFE) değeri 0.04'tür, bu oldukça düşüktür ve çok kaygan hale gelir. Lastikler ile zemin arasındaki kasıtlı sürtünme nedeniyle durmuş bir aracı hareket ettirmek zordur; Bu, sürücünün daha fazla kontrol etmesini sağlar ve aracın kayma olasılığını azaltır.
Fren Mesafesini Hesaplamak
Statik sürtünme uygulamasının bir örneği, belirli bir hızda ve belirli şartlarda bir arabanın kırılma mesafesini hesaplamaktır. Normal koşullarda, lastikler yoldayken kinetik, sürtünme yerine statik uygulanır. Kuru bir yolda kuru bir lastik için abouts, yaklaşık 1.00, ıslak bir yolda ıslak bir lastik için değer sadece 0.2'dir - bu, ıslak koşullarda kırılma mesafesinin beş kat daha fazla olacağı anlamına gelir. Kuru koşullarda, saatte 31 mil (50 km / saat) hızla giden bir otomobilde 33 fit (10 metre) fren mesafesi bulunurken, ıslak koşullarda, fren mesafesi 164 metre (50 metre) olacaktır. Lastikler yüzey boyunca yuvarlanmak yerine kaymak yerine - buzlu koşullarda olduğu gibi - önemli olan kinetik sürtünmedir.
